Как да разпознаем полярността на електролитен кондензатор

Кондензаторите имат разнообразен дизайн за използване в изчислителни приложения и филтриране на електрически сигнал във вериги. Въпреки разликите в начините, по които са изградени и за какво се използват, всички те функционират чрез едни и същи електрохимични принципи.

Когато инженерите ги изграждат, те вземат предвид величини като стойност на капацитета, номинално напрежение, обратно напрежение и ток на утечка, за да се уверят, че са идеални за тяхната употреба. Когато искате да съхранявате голямо количество заряд в електрическа верига, научете повече за електролитните кондензатори.

За да разберете полярността на кондензатора, лентата на електролитен кондензатор ви казва отрицателния край. За аксиални оловни кондензатори (при които изводите излизат от противоположните краища на кондензатора) може да има стрелка, която сочи към отрицателния край, символизираща потока на заряда.

Уверете се, че знаете каква е полярността на кондензатора, за да можете да го прикрепите към електрическа верига в подходящата посока. Прикрепването в грешна посока може да доведе до късо съединение или прегряване на веригата.

• Можете да определите поляритета на електролитен кондензатор, като измерите неговия спад на напрежението и капацитета в електрическа верига. Уверете се, че обръщате голямо внимание на положителната и отрицателната страна на кондензатора, така че да не го повредите или останалата част от веригата. Използвайте предпазни мерки при работа с кондензатори.

В някои случаи положителният край на кондензатора може да е по-дълъг от отрицателния, но трябва да внимавате с тези критерии, тъй като много кондензатори имат изрязани проводници. Танталовият кондензатор понякога може да има знак плюс (+), показващ положителния край.

Някои електролитни кондензатори могат да се използват по биполярен начин, който им позволява да обърнат полярността, когато е необходимо. Те правят това чрез превключване между потока на заряда през верига с променлив ток (AC).

Някои електролитни кондензатори са предназначени за биполярна работа чрез неполяризирани методи. Тези кондензатори са конструирани с две анодни плочи, които са свързани с обратна полярност. В последователни части от променливия цикъл един оксид функционира като блокиращ диелектрик. Той предотвратява обратния ток от разрушаване на противоположния електролит.

Електролитен кондензатор използва електролит, за да увеличи размера на капацитета или способността му да съхранява заряд, който може да постигне. Те са поляризирани, което означава, че техните заряди се нареждат в разпределение, което им позволява да съхраняват заряд. В този случай електролитът е течност или гел, който има голямо количество йони, което го прави лесно зареждащ се.

Когато електролитните кондензатори са поляризирани, напрежението или потенциалът на положителния извод е по-голям от този на отрицателния, което позволява на заряда да тече свободно през кондензатора.

Когато кондензаторът е поляризиран, обикновено се маркира с минус (-) или плюс (+), за да се посочат отрицателните и положителните краища. Обърнете специално внимание на това, защото ако включите кондензатор във верига по грешен начин, той може да се къси верига, като в, през кондензатора протича толкова голям ток, който може трайно да го повреди.

Въпреки че големият капацитет позволява на електролитните кондензатори да съхраняват по-големи количества заряд, те могат да бъдат обект на изтичане токове и може да не отговарят на подходящите допустими отклонения, количеството на капацитета може да варира за практически цели. Някои конструктивни фактори могат също да ограничат живота на електролитните кондензатори, ако кондензаторите са склонни да се износват лесно след многократна употреба.

Поради тази полярност на електролитен кондензатор, те трябва да бъдат пристрастни напред. Това означава, че положителният край на кондензатора трябва да бъде с по-високо напрежение от отрицателното, така че зарядът да тече през веригата от положителния край към отрицателния край.

Прикрепването на кондензатор към верига в грешна посока може да повреди материала от алуминиев оксид, който изолира самия кондензатор или късо съединение. Това може също да причини прегряване, така че електролитът да се нагрее твърде много или да изтече.

Преди да измерите капацитета, трябва да сте наясно с мерките за безопасност при използване на кондензатор. Дори след като премахнете захранването от верига, кондензаторът вероятно ще остане под напрежение. Преди да го докоснете, потвърдете, че цялата мощност на веригата е изключена, като използвате мултицет за потвърдете, че захранването е изключено и сте разредили кондензатора, като свържете резистор през кондензатора води.

За да разредите безопасно кондензатор, свържете 5-ватов резистор през клемите на кондензатора за пет секунди. Използвайте мултиметъра, за да потвърдите, че захранването е изключено. Постоянно проверявайте кондензатора за течове, пукнатини и други признаци на износване.

•••Syed Hussain Ather

Символът за електролитен кондензатор е общият символ за кондензатор. Електролитните кондензатори са изобразени на електрически схеми, както е показано на фигурата по-горе за европейски и американски стил. Знаците плюс и минус показват положителните и отрицателните клеми, анода и катода.

Тъй като капацитетът е стойност, присъща на електролитен кондензатор, можете да го изчислите в единици фаради като C = ε_r ε₀ A / d за зоната на припокриване на двете плочи A в м², ε_r като безразмерна диелектрична константа на материала, ε₀ като електрическата константа във фарад / метър и d като разстоянието между плочите в метри.

Можете да използвате мултицет за измерване на капацитета. Мултиметърът работи чрез измерване на ток и напрежение и използване на тези две стойности за изчисляване на капацитета. Настройте мултицета в режим на капацитет (обикновено се обозначава със символ на капацитет).

След като кондензаторът е свързан към веригата и му е дадено достатъчно време за зареждане, изключете го от веригата, като спазвате току-що описаните предпазни мерки.

Свържете проводниците на кондензатора към терминалите на мултицет. Можете да използвате относителен режим за измерване на капацитета на тестовите проводници един спрямо друг. Това може да бъде полезно за ниски стойности на капацитета, които може да са по-трудни за откриване.

Опитайте да използвате различни диапазони на капацитета, докато не намерите четене, което е точно въз основа на конфигурацията на електрическата верига.

Инженерите използват мултиметри за често измерване на капацитета за еднофазни двигатели, оборудване и машини с малки размери за промишлени приложения. Еднофазните двигатели работят чрез създаване на променлив поток в намотката на статора на двигателя. Това позволява на тока да се променя по посока, докато тече през намотката на статора, както се регулира от законите и принципите на електромагнитната индукция.

По-специално електролитните кондензатори са по-добри за използване с висок капацитет като схеми за захранване и дънни платки за компютри.

Тогава индуцираният ток в двигателя произвежда собствен магнитен поток в противовес на потока на намотката на статора. Тъй като еднофазните двигатели могат да бъдат обект на прегряване и други проблеми, е необходимо да се провери капацитетът и способността им да работят с помощта на мултиметри за измерване на капацитета.

Неизправностите в кондензаторите могат да ограничат живота им. Късо съединените кондензатори могат дори да повредят части от него, така че да не работи повече.

Инженерите изграждат алуминиеви електролитни кондензатори използване на алуминиеви фолиа и хартиени дистанционери, устройства, които предизвикват колебания в напрежението, за да се предотвратят вредни вибрации, които са напоени с електролитна течност Те обикновено покриват едно от двете алуминиеви фолиа с оксиден слой в анода на кондензатора.

Оксидът в тази част на кондензатора кара материала да губи електрони по време на процеса на зареждане и съхраняване на заряда. На катода материалът печели електрони по време на процеса на редукция на конструкцията на електролитен кондензатор.

След това производителите продължават да подреждат напоената с електролит хартия с катода, като ги свързват един към друг в електрическа верига и ги търкаля в цилиндричен корпус, който е свързан с верига. Инженерите обикновено избират или да подредят хартията в аксиална или радиална посока.

Аксиалните кондензатори са направени с по един щифт във всеки край на цилиндъра, а радиалните конструкции използват двата щифта от една и съща страна на цилиндричния корпус.

Площта на плочата и електролитната дебелина определят капацитета и позволяват електролитните кондензатори да бъдат идеални кандидати за приложения като аудио усилватели. Алуминиевите електролитни кондензатори се използват в захранвания, компютърни дънни платки и домакинско оборудване.

Тези характеристики позволяват на електролитните кондензатори да съхраняват много повече заряд от другите кондензатори. Двуслойните кондензатори или суперкондензаторите могат дори да постигнат капацитет на хиляди фаради.

Алуминиевите електролитни кондензатори използват твърдия алуминиев материал, за да създадат "клапан", такъв че положително напрежение в електролита течността му позволява да образува оксиден слой, който действа като диелектрик, изолационен материал, който може да бъде поляризиран, за да се предотврати течаща. Инженерите създават тези кондензатори с алуминиев анод. Това се използва за направата на слоевете на кондензатора и е идеално за съхранение на заряд. Инженерите използват манганов диоксид, за да създадат катода.

Тези видове електролитни кондензатори могат допълнително да бъдат разделени тип тънко обикновено фолио и гравирано фолио. Обикновеният тип фолио е този, който току-що беше описан, докато кондензаторите от офорт тип фолио използват алуминиев оксид върху анода и катодни фолиа, които са гравирани за увеличаване на повърхността и диелектричната проницаемост, мярката за способността на материала да се съхранява зареждане.

Това увеличава капацитета, но също така възпрепятства способността на материала да толерира високи постоянни токове (DC), вида на тока, който се движи в една посока във верига.

Видовете електролити, използвани в алуминиевите кондензатори, могат да се различават между нетвърд, твърд манганов диоксид и твърд полимер. Често се използват нетвърди или течни електролити, тъй като те са относително евтини и отговарят на различни размери, капацитети и стойности на напрежението. Те обаче имат големи количества загуба на енергия, когато се използват във вериги. Етиленгликолът и борните киселини съставят течните електролити.

Други разтворители като диметилформамид и диметилацетамид също могат да се разтварят във вода за употреба. Този тип кондензатори могат да използват и твърди електролити като манганов диоксид или твърд полимерен електролит. Мангановият диоксид също е икономически ефективен и надежден при по-високи температури и влажност. Те имат по-малък ток на изтичане на постоянен ток и голямо количество електрическа проводимост.

Електролитите са избрани за справяне с проблемите на високите дисипационни фактори, както и общите енергийни загуби на електролитните кондензатори.

Танталовият кондензатор се използва най-вече в устройства за повърхностно монтиране в компютърни приложения, както и във военно, медицинско и космическо оборудване.

Танталовият материал на анода им позволява лесно да се окисляват точно като алуминиев кондензатор, а също позволява им да се възползват от повишената проводимост, когато танталовият прах е натиснат върху проводник тел. След това оксидът се образува на повърхността и в кухините на материала. Това създава по-голяма повърхност за по-голяма способност за съхранение на заряд с по-голяма диелектрична проницаемост от алуминия.

Кондензаторите на основата на ниобий използват маса от материал около проводник, който използва окисление при създаването на диелектрик. Тези диелектрици имат по-голяма диелектрична проницаемост от танталовите кондензатори, но използват по-голяма диелектрична дебелина за дадено напрежение. Тези кондензатори се използват по-често напоследък, тъй като танталовите кондензатори станаха по-скъпи.