Jak zjistit polaritu elektrolytického kondenzátoru

Kondenzátory mají různé konstrukce pro použití ve výpočetních aplikacích a filtrování elektrického signálu v obvodech. Navzdory rozdílům ve způsobu, jakým jsou postaveny, a k čemu se používají, fungují všechny prostřednictvím stejných elektrochemických principů.

Když je inženýři sestaví, vezmou v úvahu množství, jako je hodnota kapacity, jmenovité napětí, reverzní napětí a svodový proud, aby se ujistili, že jsou ideální pro jejich použití. Chcete-li v elektrickém obvodu uložit velké množství náboje, dozvíte se více o elektrolytických kondenzátorech.

Chcete-li zjistit polaritu kondenzátoru, proužek na elektrolytickém kondenzátoru vám řekne záporný konec. U axiálních vývodových kondenzátorů (ve kterých vývody vycházejí z opačných konců kondenzátoru) může být šipka, která ukazuje na záporný konec, což symbolizuje tok náboje.

Ujistěte se, že víte, jaká je polarita kondenzátoru, abyste jej mohli připojit k elektrickému obvodu v příslušném směru. Připojení nesprávným směrem může způsobit zkrat nebo přehřátí obvodu.

• Polaritu elektrolytického kondenzátoru můžete určit měřením jeho úbytku napětí a kapacity v elektrickém obvodu. Dávejte pozor na kladnou a zápornou stranu kondenzátoru, abyste nepoškodili ani zbytek obvodu. Při práci s kondenzátory dodržujte bezpečnostní opatření.

V některých případech může být kladný konec kondenzátoru delší než záporný, ale s tímto kritériem musíte být opatrní, protože mnoho kondenzátorů má ořezané vodiče. Tantalový kondenzátor může někdy mít znaménko plus (+) označující kladný konec.

Některé elektrolytické kondenzátory lze použít bipolárním způsobem, který jim umožňuje v případě potřeby změnit polaritu. Dělají to přepínáním mezi tokem náboje obvodem střídavého proudu (AC).

Některé elektrolytické kondenzátory jsou určeny pro bipolární provoz nepolarizovanými metodami. Tyto kondenzátory jsou konstruovány se dvěma anodovými deskami, které jsou připojeny v obrácené polaritě. V po sobě jdoucích částech střídavého cyklu jeden oxid funguje jako blokující dielektrikum. Zabraňuje zpětnému proudu ve zničení opačného elektrolytu.

Elektrolytický kondenzátor používá elektrolyt ke zvýšení množství kapacity nebo své schopnosti akumulovat náboj, kterého může dosáhnout. Jsou polarizované, což znamená, že se jejich náboje seřadí v distribuci, která jim umožňuje ukládat náboj. Elektrolyt, v tomto případě, je kapalina nebo gel, který má vysoké množství iontů, díky nimž je snadno nabitý.

Když jsou elektrolytické kondenzátory polarizovány, napětí nebo potenciál na kladné svorce je větší než na záporné svorce, což umožňuje, aby náboj volně protékal kondenzátorem.

Když je kondenzátor polarizovaný, je obecně označen minusem (-) nebo plusem (+), což označuje záporné a kladné konce. Věnujte tomu zvláštní pozornost, protože pokud zapojíte kondenzátor do obvodu špatně, může dojít ke zkratu obvodem, jako v, protéká kondenzátorem tak velký proud, který ho může trvale poškodit.

I když velká kapacita umožňuje elektrolytickým kondenzátorům ukládat větší množství náboje, může dojít k jejich úniku proudy a nemusí splňovat příslušné toleranční hodnoty, částka, o kterou se kapacita může v praxi lišit účely. Určité konstrukční faktory mohou také omezit životnost elektrolytických kondenzátorů, pokud jsou kondenzátory náchylné k snadnému opotřebení po opakovaném použití.

Kvůli této polaritě elektrolytického kondenzátoru musí být předpjaté dopředu. To znamená, že kladný konec kondenzátoru musí být při vyšším napětí než záporný, aby náboj protékal obvodem od kladného konce k zápornému konci.

Připojení kondenzátoru k obvodu ve špatném směru může poškodit materiál z oxidu hlinitého, který izoluje kondenzátor nebo samotný zkrat. Může také způsobit přehřátí, takže se elektrolyt příliš zahřívá nebo vytéká.

Před měřením kapacity byste měli vědět o bezpečnostních opatřeních při používání kondenzátoru. I po odpojení napájení z obvodu kondenzátor pravděpodobně zůstane pod napětím. Než se ho dotknete, ověřte pomocí multimetru, že je vypnuta veškerá energie obvodu potvrďte, že je vypnuto napájení a kondenzátor jste vybili připojením odporu přes kondenzátor vede.

Chcete-li kondenzátor bezpečně vybít, připojte 5wattový odpor na svorky kondenzátoru po dobu pěti sekund. Pomocí multimetru zkontrolujte, zda je napájení vypnuto. Neustále kontrolujte těsnost, praskliny a jiné známky opotřebení kondenzátoru.

•••Syed Hussain Ather

Symbol elektrolytického kondenzátoru je obecný symbol pro kondenzátor. Elektrolytické kondenzátory jsou zobrazeny v obvodových schématech, jak je znázorněno na obrázku výše pro evropské a americké styly. Znaménka plus a minus označují kladné a záporné vývody, anodu a katodu.

Protože kapacita je hodnota vlastní elektrolytickému kondenzátoru, můžete ji vypočítat v jednotkách farad jako C = ε_r ε₀ Inzerát pro oblast překrytí dvou desek A v m², ε_r jako bezrozměrná dielektrická konstanta materiálu, ε₀ jako elektrická konstanta ve faradech / metr ad jako vzdálenost mezi deskami v metrech.

K měření kapacity můžete použít multimetr. Multimetr pracuje tak, že měří proud a napětí a pomocí těchto dvou hodnot vypočítává kapacitu. Nastavte multimetr na kapacitní režim (obvykle označený symbolem kapacity).

Poté, co je kondenzátor připojen k obvodu a má dostatek času na nabití, odpojte jej od obvodu podle výše popsaných bezpečnostních opatření.

Připojte vodiče kondenzátoru ke svorkám multimetru. Relativní režim můžete použít k měření vzájemné kapacity měřicích vodičů. To může být užitečné pro nízké hodnoty kapacity, které mohou být obtížněji detekovatelné.

Zkuste použít různé rozsahy kapacity, dokud nenajdete přesný údaj založený na konfiguraci elektrického obvodu.

Inženýři používají multimetry k častému měření kapacity jednofázových motorů, zařízení a strojů malých rozměrů pro průmyslové aplikace. Jednofázové motory pracují vytvořením střídavého toku ve statorovém vinutí motoru. To umožňuje, aby se proud střídal ve směru, zatímco protéká statorovým vinutím, jak se řídí zákony a principy elektromagnetické indukce.

Zejména elektrolytické kondenzátory jsou lepší pro použití s ​​vysokou kapacitou, jako jsou napájecí obvody a základní desky pro počítače.

Indukovaný proud v motoru poté produkuje svůj vlastní magnetický tok na rozdíl od toku statorového vinutí. Protože u jednofázových motorů může dojít k přehřátí a dalším problémům, je nutné zkontrolovat jejich kapacitu a schopnost pracovat pomocí multimetrů k měření kapacity.

Poruchy kondenzátorů mohou omezit jejich životnost. Zkratované kondenzátory mohou dokonce poškodit jejich části, takže již nemusí fungovat.

Inženýři staví hliníkové elektrolytické kondenzátory pomocí hliníkových fólií a papírových podložek, zařízení, která způsobují kolísání napětí, aby se zabránilo škodlivým vibracím, které jsou nasáklé elektrolytickou tekutinou. Obvykle pokrývají jednu ze dvou hliníkových fólií vrstvou oxidu na anodě kondenzátoru.

Oxid v této části kondenzátoru způsobuje, že materiál ztrácí elektrony během procesu nabíjení a ukládání náboje. Na katodě materiál získává elektrony během procesu redukce konstrukce elektrolytického kondenzátoru.

Poté výrobci pokračují ve stohování elektrolytem nasáklého papíru s katodou jejich spojením navzájem v elektrickém obvodu a válcovat je do válcového pouzdra, které je připojeno k obvod. Inženýři se obecně rozhodnou buď uspořádat papír v axiálním nebo radiálním směru.

Axiální kondenzátory jsou vyrobeny s jedním kolíkem na každém konci válce a radiální konstrukce používají oba kolíky na stejné straně válcového pouzdra.

Plocha desky a tloušťka elektrolytu určují kapacitu a umožňují, aby elektrolytické kondenzátory byly ideálními kandidáty pro aplikace, jako jsou zvukové zesilovače. Hliníkové elektrolytické kondenzátory se používají v napájecích zdrojích, základních deskách počítačů a domácích zařízeních.

Tyto vlastnosti umožňují elektrolytickým kondenzátorům ukládat mnohem více náboje než jiné kondenzátory. Dvouvrstvé kondenzátory nebo superkondenzátory mohou dokonce dosáhnout kapacity tisíců faradů.

Hliníkové elektrolytické kondenzátory používají pevný hliníkový materiál k vytvoření „ventilu“ tak, že v elektrolytickém zařízení je kladné napětí kapalina umožňuje, aby vytvořila vrstvu oxidu, která funguje jako dielektrikum, izolační materiál, který lze polarizovat, aby se zabránilo nábojům tekoucí. Inženýři vytvářejí tyto kondenzátory s hliníkovou anodou. Slouží k vytváření vrstev kondenzátoru a je ideální pro ukládání náboje. Inženýři používají k vytvoření katody oxid manganičitý.

Tyto typy elektrolytických kondenzátorů lze dále rozdělit na tenká hladká fólie a leptaná fólie. Prostý typ fólie jsou ty, které byly právě popsány, zatímco leptané fólie typu kondenzátory používají na anodě oxid hlinitý a katodové fólie, které byly vyleptané pro zvýšení povrchové plochy a permitivity, což je míra schopnosti materiálu ukládat nabít.

To zvyšuje kapacitu, ale také brání schopnosti materiálu tolerovat vysoké přímé proudy (DC), což je typ proudu, který v obvodu prochází jedním směrem.

Druhy elektrolytů používaných v hliníkových kondenzátorech se mohou lišit mezi nesolidním, pevným oxidem manganičitým a pevným polymerem. Obvykle se používají netuhé nebo kapalné elektrolyty, protože jsou relativně levné a vyhovují různým velikostem, kapacitám a hodnotám napětí. Při použití v obvodech však mají vysoké ztráty energie. Ethylenglykol a kyseliny borité tvoří kapalné elektrolyty.

Další rozpouštědla, jako je dimethylformamid a dimethylacetamid, lze pro použití rozpustit také ve vodě. Tyto typy kondenzátorů mohou také používat pevné elektrolyty, jako je oxid manganičitý nebo pevný polymerní elektrolyt. Oxid manganičitý je také nákladově efektivní a spolehlivý při vyšších teplotách a hodnotách vlhkosti. Mají menší stejnosměrný svodový proud a vysoké množství elektrické vodivosti.

Elektrolyty jsou vybrány tak, aby řešily problémy s vysokými ztrátovými faktory a také s obecnými energetickými ztrátami elektrolytických kondenzátorů.

Tantalový kondenzátor se většinou používá v zařízeních pro povrchovou montáž ve výpočetních aplikacích, stejně jako ve vojenských, lékařských a vesmírných zařízeních.

Tantalový materiál anody jim umožňuje snadno oxidovat, stejně jako hliníkový kondenzátor, a také umožňuje jim využít zvýšené vodivosti, když je tantalový prášek přitlačen na vodivý materiál drát. Oxid se potom tvoří na povrchu a v dutinách materiálu. Tím se vytvoří větší povrchová plocha pro zvýšenou schopnost uchovávat náboj s větší permitivitou než hliník.

Kondenzátory na bázi niobu používají hmotu materiálu kolem vodiče drátu, který při vytváření dielektrika využívá oxidaci. Tato dielektrika mají větší permitivitu než tantalové kondenzátory, ale pro danou hodnotu napětí používají více dielektrické tloušťky. Tyto kondenzátory se v poslední době používají častěji, protože tantalové kondenzátory se staly dražšími.