Электролитический конденсатор широко известен как поляризованный конденсатор, в котором анод имеет более положительный Напряжение чем катод. Они используются в приложениях фильтрации, фильтрах нижних частот, схемах аудиоусилителей и многих других. Такие металлы, как алюминий, тантал, ниобий, марганец и т. Д., Образуют оксидный слой в электрохимическом процессе, который блокирует электрический ток, протекающий в одном направлении, но позволяет току течь в противоположном направлении. Это явление впервые наблюдал Иоганн Генрих Бафф (1805–1878), немецкий физик и химик в 1857 году. Французский исследователь и основатель Эжен Дюкрете в 1875 году был первым, кто реализовал эту идею и изобрел для них термин «вентильный металл». металлы. Фактическая разработка электролитических конденсаторов с намотанной фольгой разделена бумагой, начатой А. Эккелем из Hydra-Werke (Германия) в 1927 году в сочетании с идеей Сэмюэля Рубена о многоярусной конструкции.
Что такое электролитический конденсатор?
Определение электролитического конденсатора - это поляризованный конденсатор, анод которого имеет более высокое или более положительное напряжение, чем катод. Как следует из названия, это поляризованный конденсатор, и функция электролитического конденсатора заключается в том, что он использует электролит для работы с более высоким или более положительным напряжением на аноде, чем на катоде. Поэтому анодный вывод обозначается положительным знаком, а катод - отрицательным. Применение напряжения обратной полярности от 1 до 1,5 В может привести к повреждению конденсатора и диэлектрика, что может привести к взрыву или возгоранию.
В электролитическом конденсаторе используется электролит в твердой, жидкой или гелевой форме - он служит катодом или отрицательной пластиной для достижения гораздо более высокой емкости на единицу объема. С другой стороны, положительная пластина или анод, изготовленные из металла, действуют как изолирующий оксидный слой, образованный путем анодирования. Это позволяет оксидному слою работать как диэлектрик конденсатора.
Строительство
Конструкция электролитического конденсатора состоит из двух тонких слоев алюминиевой фольги - простой фольги и протравленной фольги. Эти две фольги разделены электролитом. Чтобы установить полярность двух фольг, они анодируются путем химического выращивания тонкого слоя оксида алюминия, который образует анод, который отличается от катода. В процессе изготовления электролитического конденсатора образуются катод и анодированный анод, который разделен электролитом (бумага, пропитанная электролитом).
Во время стандартной работы анод удерживается в положительном положении относительно катода, поэтому катод обозначен отрицательным знаком (-) на корпусе конденсатора. Поскольку алюминий является поляризованным устройством, подача обратного напряжения на эти клеммы приведет к образованию изоляции в конденсаторе и его повреждению.
Уникальное свойство алюминиевого конденсатора - процесс самовосстановления поврежденного конденсатора. Во время обратного напряжения оксидный слой удаляется с фольги, позволяя току проходить от одной фольги к другой.
Символ электролитического конденсатора
Символ электролитического конденсатора показан на рисунке ниже. Обозначения конденсаторов бывают двух типов. Второй символ (b) представляет поляризованный конденсатор, который может быть электролитическим или танталовым конденсатором. Изогнутая пластина на символе означает, что конденсатор поляризован и является катодом, который удерживается под более низким напряжением, чем анод. Первый символ (а) на рисунке ниже обозначает неполяризованный конденсатор.
Полярность
Знание полярности любого устройства важно для создания любого электронные схемы . Подключение в противном случае может повредить конденсатор. Хотя некоторые конденсаторы не поляризованы, например керамические конденсаторы (1 мкФ или меньше), их можно подключать любым способом.
керамический конденсатор
В некоторых случаях положительный вывод конденсатора будет длиннее отрицательного. Иногда выводы конденсатора обрезаются, при этом пользователь должен быть осторожен при подключении конденсатора.
Танталовые и алюминиевые конденсаторы имеют полярность, обозначенную знаком плюс (+), указывающую сторону анода.
Электролитический конденсатор с нетвердым электролитом имеет полярность, обозначенную знаком минус (-), указывающую на катодную сторону.
Нетвердый
Электролитические конденсаторы с твердым электролитом имеют полярность, обозначенную знаком плюс, указывающую на сторону анода, но отсутствуют для цилиндрических светодиодных и полимерных конденсаторов SMD.
Твердый
Значения электролитического конденсатора
В зависимости от структуры анода и электролита значения электролитической емкости имеют тенденцию меняться. Электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом демонстрируют более широкое отклонение частот и температурных диапазонов, чем твердые электролиты.
Базовая единица электролитического конденсатора выражается в микрофарадах (мкФ). В таблицах данных, подготовленных производителями, значение емкости упоминается как номинальная емкость (CR) или номинальная емкость (CN). Это значения, для которых рассчитана емкость.
Электролитические конденсаторы представляют собой большую цилиндрическую структуру, которая поляризована и имеет большую емкость .
Электролитический конденсатор Значения и единицы измерения разборчиво напечатаны на корпусе конденсаторов. Начиная слева направо, 1 мкФ, 10 мкФ, 100 мкФ, 1000 мкФ.
Типы электролитических конденсаторов
В зависимости от типа материала и используемого электролита электролитические конденсаторы подразделяются на следующие типы.
Алюминиевый электролитический конденсатор
Алюминиевые электролитические конденсаторы представляют собой поляризованные конденсаторы, в которых анодный (+) вывод сформирован из алюминиевой фольги с протравленной поверхностью. В процессе анодирования образуется тонкий изолирующий слой оксида, который действует как диэлектрик. Катод формируется через вторую алюминиевую фольгу, когда нетвердый электролит маскирует шероховатую поверхность оксидного слоя.
Неэлектролитический конденсатор
Неэлектролитические конденсаторы - это те конденсаторы, которые состоят из «изоляционного материала» в качестве диэлектрика в неэлектролитической форме. Такие конденсаторы неполяризованы и имеют множество применений.
Танталовый электролитический конденсатор
Танталовый электролитический конденсатор обеспечивает более низкий ток утечки и ESR. В нем используется металлический тантал, который работает как анод, окруженный слоем оксида, работающий как диэлектрик, и дополнительно обернутый проводящим катодом. Эти конденсаторы являются поляризованными по своей природе устройствами и очень стабильны. При правильном подключении он работает эффективно с исключительной частотой.
Оксид ниобия - электролитический конденсатор
Конструкция оксидно-электролитических конденсаторов ниобия аналогична танталовым конденсаторам. В качестве анода использовался оксид ниобия вместо металлического тантала. Оксид ниобия доступен в изобилии и предлагает чрезвычайно стабильные характеристики, чем танталовый конденсатор.
Использование / приложения
Широкий спектр электролитический конденсатор приложения следующие
- Используется в приложениях фильтрации для уменьшения пульсаций в источниках питания
- Используется как фильтр нижних частот для сглаживания входных и выходных сигналов
- Используется в схемах усиления звука в качестве фильтров для уменьшения шума
Преимущества и недостатки
Преимущества электролитический конденсатор находятся
- Используется для достижения высокого значения емкости
- Используется в низкочастотных приложениях
- Танталовые конденсаторы предпочтительнее других типов из-за высокой стабильности электролитического конденсатора, а именно:
- Необходимо внимательно следить за тем, чтобы конденсаторы были подключены к правильным клеммам.
- Обратное напряжение может повредить конденсатор.
- Легко страдает от перепада температуры
- Конденсатор при использовании с комбинацией неэлектролитов увеличивает размер конденсатора
FAQ's
1. Где используются электролитические конденсаторы?
Они используются в приложениях фильтрации, схемах усиления звука и в фильтрах нижних частот.
2. Как определить электролитический конденсатор?
Электролитические конденсаторы обычно маркируются полосой, указывающей на отрицательный вывод. Положительный провод обычно длиннее отрицательного.
3. В конденсаторах есть масло?
Да. Доступны маслонаполненные конденсаторы, обычно они имеют высокую мощность и высокое напряжение.
4. Электролитический конденсатор переменного или постоянного тока?
Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях с источником постоянного тока. Напряжение переменного тока может повредить конденсатор.
5. Каков средний срок службы конденсатора?
Ожидается, что средний срок службы конденсатора составит 15 лет. Срок службы может быть уменьшен, если ток пульсаций слишком велик и нагревает конденсатор.
В этой статье читатель узнает об электролитическом конденсаторе. Мы обсудили определение, конструкцию, полярность и маркировку, применение, а также преимущества и недостатки. Далее читатель может узнать виды электролитических конденсаторы .
