Hvordan man fortæller polariteten af ​​en elektrolytisk kondensator

Kondensatorer har en række designs til brug i computerapplikationer og filtrering af elektrisk signal i kredsløb. På trods af forskellene i de måder, de er bygget på, og hvad de bruges til, fungerer de alle gennem de samme elektrokemiske principper.

Når ingeniører bygger dem, tager de højde for mængder som kapacitansværdi, nominel spænding, omvendt spænding og lækstrøm for at sikre, at de er ideelle til deres brug. Hvis du vil opbevare en stor mængde opladning i et elektrisk kredsløb, skal du lære mere om elektrolytkondensatorer.

For at finde ud af kondensatorens polaritet fortæller striben på en elektrolytisk kondensator dig den negative ende. For aksiale ledede kondensatorer (hvor ledningerne kommer ud af de modsatte ender af kondensatoren) kan der være en pil, der peger på den negative ende, der symboliserer strømmen af ​​ladning.

Sørg for at vide, hvad kondensatorens polaritet er, så du kan fastgøre den til et elektrisk kredsløb i den rigtige retning. Fastgørelse i den forkerte retning kan få kredsløbet til at kortslutte eller blive overophedet.

• Du kan bestemme en elektrolytisk kondensator polaritet ved at måle dens spændingsfald og kapacitans i et elektrisk kredsløb. Sørg for at være opmærksom på kondensatorens positive og negative side, så du ikke beskadiger den eller resten af ​​kredsløbet. Brug sikkerhedsforanstaltninger, når du arbejder med kondensatorer.

I nogle tilfælde kan kondensatorens positive ende være længere end den negative, men du skal være forsigtig med disse kriterier, fordi mange kondensatorer får deres ledninger trimmet. En tantal kondensator kan undertiden have et plustegn (+), der indikerer den positive ende.

Nogle elektrolytkondensatorer kan bruges på en bipolar måde, der lader dem vende polariteten, når det er nødvendigt. De gør dette ved at skifte mellem strømmen af ​​ladning gennem et vekselstrøm (AC) kredsløb.

Nogle elektrolytkondensatorer er beregnet til bipolar drift ved hjælp af upolariserede metoder. Disse kondensatorer er konstrueret med to anodeplader, der er forbundet i omvendt polaritet. I på hinanden følgende dele af vekselstrømscyklussen fungerer et oxid som et blokerende dielektrikum. Det forhindrer omvendt strøm i at ødelægge den modsatte elektrolyt.

En elektrolytkondensator bruger en elektrolyt til at øge kapacitansmængden eller dens evne til at lagre opladning, den kan nå. De er polariserede, hvilket betyder, at deres afgifter ligger i en distribution, der lader dem gemme opladning. Elektrolytten er i dette tilfælde en væske eller gel, der har en høj mængde ioner, der gør det let at oplade.

Når de elektrolytiske kondensatorer er polariserede, er spændingen eller potentialet på den positive terminal større end den negative, hvilket tillader opladning at strømme frit gennem kondensatoren.

Når kondensatoren er polariseret, er den generelt markeret med et minus (-) eller plus (+) for at indikere de negative og positive ender. Vær meget opmærksom på dette, fordi det kan kortslutte, hvis du slutter en kondensator til et kredsløb på den forkerte måde kredsløb, som i, strømmer en så stor strøm gennem kondensatoren, som permanent kan beskadige den.

Selvom en stor kapacitans lader elektrolytkondensatorer opbevare større mængder opladning, kan de udsættes for lækage strømme og muligvis ikke opfylder de relevante værditolerancer, hvor meget en kapacitans får lov til at variere for praktisk formål. Visse designfaktorer kan også begrænse elektrolytkondensatorernes levetid, hvis kondensatorerne er tilbøjelige til at blive nedslidt let efter gentagen brug.

På grund af denne polaritet af en elektrolytisk kondensator skal de være forspændt fremad. Dette betyder, at kondensatorens positive ende skal have en højere spænding end den negative, så ladningen strømmer gennem kredsløbet fra den positive ende til den negative ende.

Fastgørelse af en kondensator til et kredsløb i den forkerte retning kan beskadige aluminiumoxidmaterialet, der isolerer kondensatoren eller kortslutningen selv. Det kan også forårsage overophedning, således at elektrolytten bliver for varm eller lækker.

Inden du måler kapacitans, skal du være opmærksom på sikkerhedsforanstaltninger, når du bruger en kondensator. Selv efter at du fjerner strømmen fra et kredsløb, vil en kondensator sandsynligvis forblive strøm. Inden du rører ved det, skal du bekræfte, at al strømmen i kredsløbet er slukket ved hjælp af et multimeter til Bekræft, at strømmen er slukket, og at du har afladet kondensatoren ved at forbinde en modstand over kondensatorens fører.

For at aflade en kondensator sikkert, skal du tilslutte en 5 watt modstand på tværs af kondensatorens terminaler i fem sekunder. Brug multimeteret til at bekræfte, at strømmen er slukket. Kontroller konstant kondensatoren for lækager, revner og andre tegn på slid.

•••Syed Hussain Ather

Det elektrolytiske kondensatorsymbol er det generelle symbol for en kondensator. Elektrolytkondensatorer er vist i kredsløbsdiagrammer som vist i figuren ovenfor for europæiske og amerikanske stilarter. Plus- og minustegnene angiver de positive og negative terminaler, anoden og katoden.

Da kapacitansen er en værdi, der er iboende for en elektrolytisk kondensator, kan du beregne den i enheder af farads som C = ε_r ε₀ A / d til overlapningsområdet for de to plader EN i m², ε_r som materialets dimensionsløse dielektriske konstant, ε₀ som den elektriske konstant i farads / meter, og d som adskillelsen mellem plader i meter.

Du kan bruge et multimeter til at måle kapacitansen. Multimeteret fungerer ved at måle strøm og spænding og bruge disse to værdier til at beregne kapacitans. Indstil multimeteret til kapacitanstilstand (typisk angivet med et kapacitanssymbol).

Når kondensatoren er tilsluttet kredsløbet og har fået tilstrækkelig tid til at oplade, skal du afbryde den fra kredsløbet efter de sikkerhedsforholdsregler, der netop er beskrevet.

Tilslut kondensatorens ledninger til multimeterterminalerne. Du kan bruge en relativ tilstand til at måle testledningernes kapacitet i forhold til hinanden. Dette kan være praktisk til værdier med lav kapacitans, der kan være sværere at opdage.

Prøv at bruge forskellige kapacitansområder, indtil du finder en aflæsning, der er nøjagtig baseret på konfigurationen af ​​det elektriske kredsløb.

Ingeniører bruger multimetre til ofte at måle kapacitans for enfasede motorer, udstyr og maskiner, der er små i størrelse til industrielle applikationer. Enfasede motorer fungerer ved at skabe en skiftevis strøm i motorens statorvikling. Dette lader strømmen skifte i retning, mens den strømmer gennem statorviklingen i henhold til lovene og principperne for elektromagnetisk induktion.

Især elektrolytkondensatorer er bedre til anvendelser med høj kapacitet, såsom strømforsyningskredsløb og bundkort til computere.

Den inducerede strøm i motoren frembringer derefter sin egen magnetiske strøm i modsætning til strømmen af ​​statorviklingen. Fordi enfasede motorer kan være udsat for overophedning og andre problemer, er det nødvendigt at kontrollere deres kapacitans og evne til at arbejde med multimetre til at måle kapacitans.

Funktionsfejl i kondensatorer kan begrænse deres levetid. Kortsluttede kondensatorer kan endda beskadige dele af den, så den muligvis ikke fungerer mere.

Ingeniører bygger elektrolytiske kondensatorer i aluminium ved hjælp af aluminiumsfolier og papirafstandsstykker, enheder, der forårsager spændingsudsving for at forhindre beskadigende vibrationer, der er gennemblødt i elektrolytisk væske. De dækker typisk en af ​​de to aluminiumsfolier med et oxidlag ved kondensatorens anode.

Oxidet ved denne del af kondensatoren får materialet til at miste elektroner under opladning og lagring af ladning. Ved katoden vinder materialet elektroner under reduktionsprocessen for elektrolytisk kondensatorkonstruktion.

Derefter fortsætter producenterne med at stable det elektrolytblødgjorte papir med katoden ved at forbinde dem til hinanden i et elektrisk kredsløb og rulle dem ind i en cylindrisk kasse, der er forbundet til kredsløb. Ingeniører vælger generelt at enten placere papiret i enten aksial eller radial retning.

De aksiale kondensatorer er lavet med en stift i hver ende af cylinderen, og de radiale design bruger begge stifter på samme side af det cylindriske tilfælde.

Pladearealet og den elektrolytiske tykkelse bestemmer kapacitansen og tillader, at elektrolytkondensatorer er ideelle kandidater til applikationer såsom lydforstærkere. Elektrolytiske kondensatorer i aluminium bruges i strømforsyninger, computerbundkort og husholdningsudstyr.

Disse funktioner giver elektrolytkondensatorer mulighed for at gemme meget mere opladning end andre kondensatorer. Dobbeltlagskondensatorer eller superkondensatorer kan endda opnå kapacitanser på tusinder af farads.

Elektrolytkondensatorer i aluminium bruger det faste aluminiumsmateriale til at skabe en "ventil", således at en positiv spænding i elektrolytik væske lader det danne et oxidlag, der fungerer som et dielektrikum, et isolerende materiale, der kan polariseres for at forhindre, at flydende. Ingeniører opretter disse kondensatorer med en aluminiumanode. Dette bruges til at fremstille lagene på kondensatoren, og det er ideelt til opbevaring af opladning. Ingeniører bruger mangandioxid til at skabe katoden.

Disse typer elektrolytiske kondensatorer kan yderligere opdeles i tynd almindelig folietype og ætset folietype. Den almindelige folietype er dem, der netop er blevet beskrevet, mens ætsede foliekondensatorer bruger aluminiumoxid på anoden og katodefolier, der er ætset for at øge overfladearealet og permittivitet, et mål for materialets evne til at opbevare oplade.

Dette øger kapacitansen, men forhindrer også materialets evne til at tolerere høje direkte strømme (DC), den type strøm, der bevæger sig i en enkelt retning i et kredsløb.

De typer elektrolytter, der anvendes i aluminiumskondensatorer, kan variere mellem ikke-fast, fast mangandioxid og fast polymer. Ikke-faste eller flydende elektrolytter bruges ofte, fordi de er relativt billige og passer til forskellige størrelser, kapacitanser og spændingsværdier. De har dog store mængder tab af energi, når de bruges i kredsløb. Ethylenglycol og borsyrer udgør de flydende elektrolytter.

Andre opløsningsmidler som dimethylformamid og dimethylacetamid kan også opløses i vand til brug. Disse typer kondensatorer kan også bruge faste elektrolytter, såsom mangandioxid eller en fast polymer elektrolyt. Mangandioxid er også omkostningseffektiv og pålidelig ved højere temperaturer og fugtighedsværdier. De har mindre jævnstrømsstrøm og en høj mængde elektrisk ledningsevne.

Elektrolytterne vælges til at løse problemer med de høje dissipationsfaktorer såvel som de generelle energitab for elektrolytiske kondensatorer.

Tantalkondensatoren bruges mest i overflademonterede enheder i computerapplikationer såvel som militært, medicinsk og rumudstyr.

Anantalets tantalmateriale lader dem oxideres let som aluminiumskondensator og også lader dem udnytte den øgede ledningsevne, når tantalpulver presses på et ledende tråd. Oxidet dannes derefter på overfladen og i hulrum i materialet. Dette skaber et større overfladeareal for en øget evne til at lagre opladning med større permittivitet end aluminium.

Niob-baserede kondensatorer bruger en masse af et materiale omkring en trådleder, der bruger oxidation til at skabe et dielektrikum. Disse dielektrikum har større permittivitet end tantalkondensatorer, men bruger mere af en dielektrisk tykkelse til en given spændingsklassificering. Disse kondensatorer er blevet brugt oftere for nylig, fordi tantalkondensatorer er blevet dyrere.