So erkennen Sie die Polarität eines Elektrolytkondensators

Kondensatoren haben eine Vielzahl von Designs zur Verwendung in Computeranwendungen und zum Filtern von elektrischen Signalen in Schaltungen. Trotz der Unterschiede in der Art und Weise, wie sie gebaut werden und wofür sie verwendet werden, funktionieren sie alle nach den gleichen elektrochemischen Prinzipien.

Wenn Ingenieure sie bauen, berücksichtigen sie Größen wie Kapazitätswert, Nennspannung, Sperrspannung und Leckstrom, um sicherzustellen, dass sie ideal für ihre Zwecke sind. Wenn Sie eine große Ladungsmenge in einem Stromkreis speichern möchten, erfahren Sie mehr über Elektrolytkondensatoren.

Um die Polarität des Kondensators herauszufinden, zeigt der Streifen auf einem Elektrolytkondensator das negative Ende an. Bei Kondensatoren mit axialer Leitung (bei denen die Leitungen aus den gegenüberliegenden Enden des Kondensators herauskommen) kann ein Pfeil auf das negative Ende zeigen, der den Ladungsfluss symbolisiert.

Stellen Sie sicher, dass Sie die Polarität eines Kondensators kennen, damit Sie ihn in der richtigen Richtung an einen Stromkreis anschließen können. Das Anbringen in der falschen Richtung kann zu einem Kurzschluss oder einer Überhitzung des Stromkreises führen.

• Sie können die Polarität eines Elektrolytkondensators bestimmen, indem Sie seinen Spannungsabfall und seine Kapazität in einem Stromkreis messen. Achten Sie genau auf die positive und negative Seite des Kondensators, damit Sie ihn oder den Rest der Schaltung nicht beschädigen. Treffen Sie Sicherheitsvorkehrungen, wenn Sie mit Kondensatoren arbeiten.

In einigen Fällen kann das positive Ende des Kondensators länger sein als das negative, aber Sie müssen mit diesem Kriterium vorsichtig sein, da bei vielen Kondensatoren die Anschlüsse getrimmt sind. Ein Tantalkondensator kann manchmal ein Pluszeichen (+) haben, das das positive Ende anzeigt.

Einige Elektrolytkondensatoren können bipolar verwendet werden, sodass sie bei Bedarf die Polarität umkehren können. Sie tun dies, indem sie zwischen dem Ladungsfluss durch einen Wechselstromkreis (AC) wechseln.

Einige Elektrolytkondensatoren sind für den bipolaren Betrieb durch unpolarisierte Verfahren vorgesehen. Diese Kondensatoren sind mit zwei Anodenplatten aufgebaut, die in umgekehrter Polarität verbunden sind. In aufeinanderfolgenden Abschnitten des Wechselstromzyklus fungiert ein Oxid als blockierendes Dielektrikum. Es verhindert, dass Rückstrom den gegenüberliegenden Elektrolyten zerstört.

Ein Elektrolytkondensator verwendet einen Elektrolyten, um die Kapazität oder die Fähigkeit, Ladung zu speichern, zu erhöhen, die er erreichen kann. Sie sind polarisiert, was bedeutet, dass ihre Ladungen in einer Verteilung angeordnet sind, die es ihnen ermöglicht, Ladung zu speichern. Der Elektrolyt ist in diesem Fall eine Flüssigkeit oder ein Gel mit einem hohen Ionengehalt, der sich leicht aufladen lässt.

Wenn die Elektrolytkondensatoren polarisiert sind, ist die Spannung oder das Potenzial am Pluspol größer als am Minuspol, sodass die Ladung ungehindert durch den Kondensator fließen kann.

Wenn der Kondensator polarisiert ist, ist er im Allgemeinen mit einem Minus (-) oder Plus (+) gekennzeichnet, um die negativen und positiven Enden anzuzeigen. Achten Sie genau darauf, denn wenn Sie einen Kondensator falsch in einen Stromkreis stecken, kann er kurzgeschlossen werden Stromkreis fließt ein so großer Strom durch den Kondensator, dass dieser dauerhaft beschädigt werden kann.

Obwohl Elektrolytkondensatoren durch eine große Kapazität größere Ladungsmengen speichern können, können sie Leckagen unterliegen Ströme und entsprechen möglicherweise nicht den entsprechenden Werttoleranzen, der Betrag, um den eine Kapazität aus praktischen Gründen variieren darf Zwecke. Bestimmte Konstruktionsfaktoren können auch die Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren begrenzen, wenn die Kondensatoren nach wiederholtem Gebrauch leicht verschleißen.

Aufgrund dieser Polarität eines Elektrolytkondensators müssen sie in Durchlassrichtung vorgespannt sein. Dies bedeutet, dass das positive Ende des Kondensators eine höhere Spannung aufweisen muss als das negative, damit Ladung vom positiven Ende zum negativen Ende durch die Schaltung fließt.

Wenn Sie einen Kondensator in der falschen Richtung an einen Stromkreis anschließen, kann das Aluminiumoxidmaterial, das den Kondensator isoliert, beschädigt oder selbst kurzgeschlossen werden. Es kann auch zu Überhitzung kommen, so dass sich der Elektrolyt zu stark erhitzt oder ausläuft.

Bevor Sie die Kapazität messen, sollten Sie sich der Sicherheitsvorkehrungen bei der Verwendung eines Kondensators bewusst sein. Auch nachdem Sie die Stromversorgung eines Stromkreises unterbrochen haben, bleibt ein Kondensator wahrscheinlich unter Spannung. Stellen Sie vor dem Berühren sicher, dass die gesamte Stromversorgung des Stromkreises ausgeschaltet ist, indem Sie ein Multimeter verwenden, um Bestätigen Sie, dass der Strom ausgeschaltet ist und Sie den Kondensator entladen haben, indem Sie einen Widerstand über die Kondensatoren anschließen führt.

Um einen Kondensator sicher zu entladen, schließen Sie fünf Sekunden lang einen 5-Watt-Widerstand an die Anschlüsse des Kondensators an. Verwenden Sie das Multimeter, um zu bestätigen, dass das Gerät ausgeschaltet ist. Überprüfen Sie den Kondensator ständig auf Undichtigkeiten, Risse und andere Verschleißerscheinungen.

•••Syed Hussain Ather

Das Elektrolytkondensatorsymbol ist das allgemeine Symbol für einen Kondensator. Elektrolytkondensatoren werden in Schaltplänen dargestellt, wie in der obigen Abbildung für europäische und amerikanische Bauarten gezeigt. Die Plus- und Minuszeichen kennzeichnen die Plus- und Minuspole, die Anode und die Kathode.

Da die Kapazität ein intrinsischer Wert eines Elektrolytkondensators ist, können Sie sie in Farad-Einheiten berechnen als C =_r ε₀ Anzeige für den Überlappungsbereich der beiden Platten EIN in m², ε_r als dimensionslose Dielektrizitätskonstante des Materials, ε₀ als elektrische Konstante in Farad/Meter und d als Abstand zwischen den Platten in Metern.

Sie können ein Multimeter verwenden, um die Kapazität zu messen. Das Multimeter misst Strom und Spannung und verwendet diese beiden Werte, um die Kapazität zu berechnen. Stellen Sie das Multimeter in den Kapazitätsmodus (normalerweise durch ein Kapazitätssymbol angezeigt).

Nachdem der Kondensator an den Stromkreis angeschlossen und ausreichend Zeit zum Aufladen gegeben wurde, trennen Sie ihn gemäß den soeben beschriebenen Sicherheitsvorkehrungen vom Stromkreis.

Verbinden Sie die Leitungen des Kondensators mit den Anschlüssen des Multimeters. Sie können einen relativen Modus verwenden, um die Kapazität der Messleitungen relativ zueinander zu messen. Dies kann bei niedrigen Kapazitätswerten nützlich sein, die möglicherweise schwieriger zu erkennen sind.

Versuchen Sie, verschiedene Kapazitätsbereiche zu verwenden, bis Sie einen Messwert finden, der basierend auf der Konfiguration des Stromkreises genau ist.

Ingenieure verwenden Multimeter häufig zur Kapazitätsmessung für einphasige Motoren, Geräte und kleine Maschinen für industrielle Anwendungen. Einphasenmotoren arbeiten, indem sie einen Wechselfluss in der Statorwicklung des Motors erzeugen. Dadurch kann der Strom seine Richtung wechseln, während er durch die Statorwicklung fließt, wie durch die Gesetze und Prinzipien der elektromagnetischen Induktion geregelt.

Elektrolytkondensatoren eignen sich insbesondere besser für Anwendungen mit hoher Kapazität, wie z. B. Stromversorgungsschaltungen und Motherboards für Computer.

Der induzierte Strom im Motor erzeugt dann seinen eigenen magnetischen Fluss im Gegensatz zum Fluss der Statorwicklung. Da einphasige Motoren Überhitzung und anderen Problemen unterliegen können, ist es notwendig, ihre Kapazität und Funktionsfähigkeit mit Multimetern zu überprüfen, um die Kapazität zu messen.

Fehlfunktionen in Kondensatoren können deren Lebensdauer einschränken. Kurzgeschlossene Kondensatoren können sogar Teile davon beschädigen, so dass es möglicherweise nicht mehr funktioniert.

Ingenieure bauen Aluminium-Elektrolytkondensatoren Verwendung von Aluminiumfolien und Papierabstandhaltern, Vorrichtungen, die Spannungsschwankungen verursachen, um schädliche Vibrationen zu verhindern, die in die Elektrolytflüssigkeit getränkt sind. Sie bedecken typischerweise eine der beiden Aluminiumfolien mit einer Oxidschicht an der Anode des Kondensators.

Das Oxid an diesem Teil des Kondensators führt dazu, dass das Material beim Laden und Speichern von Ladung Elektronen verliert. An der Kathode nimmt das Material während des Reduktionsprozesses beim Aufbau von Elektrolytkondensatoren Elektronen auf.

Dann stapeln die Hersteller das elektrolytgetränkte Papier weiter mit der Kathode, indem sie sie verbinden miteinander in einem Stromkreis und rollen sie in ein zylindrisches Gehäuse, das mit dem Schaltkreis. Ingenieure entscheiden sich im Allgemeinen dafür, das Papier entweder in axialer oder radialer Richtung anzuordnen.

Die axialen Kondensatoren werden mit einem Stift an jedem Ende des Zylinders hergestellt, und die radialen Designs verwenden beide Stifte auf derselben Seite des zylindrischen Gehäuses.

Die Plattenfläche und die Elektrolytdicke bestimmen die Kapazität und machen Elektrolytkondensatoren zu idealen Kandidaten für Anwendungen wie Audioverstärker. Aluminium-Elektrolytkondensatoren werden in Netzteilen, Computer-Motherboards und Haushaltsgeräten verwendet.

Diese Eigenschaften ermöglichen es Elektrolytkondensatoren, viel mehr Ladung zu speichern als andere Kondensatoren. Doppelschichtkondensatoren oder Superkondensatoren können sogar Kapazitäten von Tausenden von Farad erreichen.

Aluminium-Elektrolytkondensatoren verwenden das feste Aluminiummaterial, um ein "Ventil" zu erzeugen, so dass eine positive Spannung im Elektrolyten Flüssigkeit bildet eine Oxidschicht, die als Dielektrikum fungiert, ein isolierendes Material, das polarisiert werden kann, um Ladungen zu verhindern fließend. Ingenieure bauen diese Kondensatoren mit einer Aluminiumanode. Dies wird verwendet, um die Schichten des Kondensators herzustellen, und es ist ideal zum Speichern von Ladung. Ingenieure verwenden Mangandioxid, um die Kathode herzustellen.

Diese Arten von Elektrolytkondensatoren können weiter unterteilt werden in dünner glatter Folientyp und geätzter Folientyp. Der einfache Folientyp ist der, der gerade beschrieben wurde, während Kondensatoren mit geätzter Folie Aluminiumoxid auf der Anode verwenden und Kathodenfolien, die geätzt wurden, um die Oberfläche und die Permittivität zu erhöhen, das Maß für die Speicherfähigkeit eines Materials aufladen.

Dies erhöht die Kapazität, behindert aber auch die Fähigkeit des Materials, hohe Gleichströme (DC) zu tolerieren, die Stromart, die in einem Stromkreis in eine Richtung fließt.

Die in Aluminiumkondensatoren verwendeten Elektrolytarten können sich zwischen nichtfestem, festem Mangandioxid und festem Polymer unterscheiden. Nicht feste oder flüssige Elektrolyte werden häufig verwendet, da sie relativ billig sind und für eine Vielzahl von Größen, Kapazitäten und Spannungswerten geeignet sind. Sie haben jedoch hohe Energieverluste, wenn sie in Schaltkreisen verwendet werden. Ethylenglykol und Borsäure bilden die flüssigen Elektrolyte.

Andere Lösungsmittel wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid können ebenfalls zur Verwendung in Wasser gelöst werden. Bei diesen Kondensatortypen können auch Festelektrolyte wie Mangandioxid oder ein fester Polymerelektrolyt verwendet werden. Auch bei höheren Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten ist Mangandioxid kostengünstig und zuverlässig. Sie haben einen geringeren DC-Leckstrom und eine hohe elektrische Leitfähigkeit.

Die Elektrolyte werden ausgewählt, um den Problemen der hohen Verlustfaktoren sowie den allgemeinen Energieverlusten von Elektrolytkondensatoren Rechnung zu tragen.

Der Tantalkondensator wird hauptsächlich in oberflächenmontierten Geräten in Computeranwendungen sowie in militärischen, medizinischen und Raumfahrtgeräten verwendet.

Das Tantalmaterial der Anode lässt sie wie ein Aluminiumkondensator leicht oxidieren und auch lässt sie die erhöhte Leitfähigkeit nutzen, wenn Tantalpulver auf ein leitfähiges gepresst wird Draht. Das Oxid bildet sich dann an der Oberfläche und in Hohlräumen des Materials. Dies schafft eine größere Oberfläche für eine erhöhte Fähigkeit, Ladungen mit größerer Permittivität als Aluminium zu speichern.

Kondensatoren auf Niob-Basis verwenden eine Masse eines Materials um einen Drahtleiter, das Oxidation verwendet, um ein Dielektrikum zu erzeugen. Diese Dielektrika haben eine größere Dielektrizitätskonstante als Tantalkondensatoren, verwenden jedoch eine größere Dielektrikumsdicke für eine gegebene Nennspannung. Diese Kondensatoren werden in letzter Zeit häufiger verwendet, da Tantalkondensatoren teurer geworden sind.