Kako prepoznati polaritet elektrolitskog kondenzatora

Kondenzatori imaju različite dizajne za upotrebu u računalnim aplikacijama i filtriranje električnog signala u krugovima. Unatoč razlikama u načinu na koji su građeni i za što se koriste, svi funkcioniraju kroz iste elektrokemijske principe.

Kada ih inženjeri grade, oni uzimaju u obzir veličine poput vrijednosti kapacitivnosti, nazivnog napona, reverznog napona i struje curenja kako bi bili sigurni da su idealni za njihovu upotrebu. Kada želite pohraniti veliku količinu naboja u električni krug, saznajte više o elektrolitskim kondenzatorima.

Da biste shvatili polaritet kondenzatora, pruga na elektrolitskom kondenzatoru govori vam negativni kraj. Za aksijalne olovne kondenzatore (u kojima elektrode izlaze s suprotnih krajeva kondenzatora) može postojati strelica koja pokazuje na negativni kraj, simbolizirajući protok naboja.

Obavezno znajte koliki je polaritet kondenzatora kako biste ga mogli priključiti na električni krug u odgovarajućem smjeru. Pričvršćivanje u pogrešnom smjeru može dovesti do kratkog spoja ili pregrijavanja kruga.

• Polaritet elektrolitskog kondenzatora možete odrediti mjerenjem njegovog pada napona i kapacitivnosti u električnom krugu. Pazite da pažljivo obratite pažnju na pozitivnu i negativnu stranu kondenzatora tako da ga ne oštetite ili ostatak kruga. Koristite sigurnosne mjere predostrožnosti pri radu s kondenzatorima.

U nekim slučajevima pozitivni kraj kondenzatora može biti duži od negativnog, ali s tim kriterijima morate biti oprezni jer su mnogi kondenzatori obrezani. Tantalni kondenzator ponekad može imati znak plus (+) koji označava pozitivan kraj.

Neki elektrolitski kondenzatori mogu se koristiti na bipolarni način koji im omogućuje obrnuti polaritet po potrebi. To čine prebacivanjem između protoka naboja kroz krug izmjenične struje (AC).

Neki elektrolitski kondenzatori namijenjeni su bipolarnom radu nepolariziranim metodama. Ti su kondenzatori izrađeni s dvije anodne ploče koje su povezane obrnutim polaritetom. U slijedećim dijelovima izmjeničnog ciklusa jedan oksid funkcionira kao blokirajući dielektrik. Sprječava povratnu struju da uništi suprotni elektrolit.

Elektrolitički kondenzator koristi elektrolit da poveća količinu kapacitivnosti ili može postići njegovu sposobnost spremanja naboja. Oni su polarizirani, što znači da se njihovi naboji slažu u distribuciju koja im omogućuje pohranu naboja. U ovom je slučaju elektrolit tekućina ili gel koji ima veliku količinu iona zbog čega se lako puni.

Kad su elektrolitski kondenzatori polarizirani, napon ili potencijal na pozitivnom priključku veći su od negativnog, što omogućava punjenje da slobodno teče kroz kondenzator.

Kad je kondenzator polariziran, obično se označava minusom (-) ili plusom (+) da označi negativne i pozitivne krajeve. Pazite na to jer, ako pogrešno priključite kondenzator u strujni krug, može doći do kratkog spoja krug, kao u, kroz kondenzator teče tako velika struja koja ga može trajno oštetiti.

Iako velik kapacitivnost omogućuje elektrolitskim kondenzatorima da pohranjuju veće količine naboja, oni mogu biti podložni curenju struje i možda neće zadovoljavati odgovarajuće tolerancije vrijednosti, iznos koji kapacitet može praktički varirati svrhe. Određeni faktori dizajna mogu također ograničiti vijek trajanja elektrolitskih kondenzatora ako su kondenzatori skloni lakom trošenju nakon ponovljene upotrebe.

Zbog ove polarnosti elektrolitskog kondenzatora, oni moraju biti pristrani. To znači da pozitivni kraj kondenzatora mora biti na višem naponu od negativnog, tako da naboj prolazi kroz krug od pozitivnog do negativnog kraja.

Pričvršćivanje kondenzatora na krug u pogrešnom smjeru može oštetiti materijal aluminij-oksida koji izolira sam kondenzator ili kratki spoj. To također može uzrokovati pregrijavanje tako da se elektrolit previše zagrije ili procuri.

Prije nego što izmjerite kapacitivnost, trebali biste biti svjesni sigurnosnih mjera predostrožnosti prilikom upotrebe kondenzatora. Čak i nakon što uklonite napajanje iz kruga, kondenzator će vjerojatno ostati pod naponom. Prije nego što ga dodirnete, potvrdite da je sva snaga kruga isključena pomoću multimetra za potvrdite da je napajanje isključeno i da ste ispraznili kondenzator spajanjem otpornika preko kondenzatora vodi.

Da biste sigurno ispraznili kondenzator, spojite otpor od 5 vata preko terminala kondenzatora na pet sekundi. Multimetrom potvrdite da je napajanje isključeno. Stalno provjeravajte ima li kondenzatora curenja, pukotine i druge znakove istrošenosti.

•••Syed Hussain Ather

Simbol elektrolitskog kondenzatora opći je simbol kondenzatora. Elektrolitički kondenzatori prikazani su na shemama krugova kako je prikazano na gornjoj slici za europski i američki stil. Znakovi plus i minus označavaju pozitivne i negativne stezaljke, anodu i katodu.

Budući da je kapacitivnost svojstvena elektrolitskom kondenzatoru, možete ga izračunati u jedinicama farada kao C = ε_r ε₀ Oglas za područje preklapanja dviju ploča A u M², ε_r kao bezdimenzionalna dielektrična konstanta materijala, ε₀ kao električna konstanta u faradima / metru i d kao razdvajanje ploča u metrima.

Za mjerenje kapacitivnosti možete koristiti multimetar. Multimetar radi mjerenjem struje i napona i pomoću te dvije vrijednosti izračunava kapacitet. Postavite multimetar na način kapacitivnosti (obično označen simbolom kapacitivnosti).

Nakon što se kondenzator spoji na krug i dobije dovoljno vremena za punjenje, odvojite ga od kruga slijedeći upravo opisane sigurnosne mjere predostrožnosti.

Spojite izvode kondenzatora na terminale multimetra. Možete koristiti relativni način za mjerenje međusobnog kapaciteta ispitnih vodova. To može biti korisno za male vrijednosti kapacitivnosti koje će biti teže otkriti.

Pokušajte koristiti različite raspone kapacitivnosti dok ne pronađete očitanje koje je točno na temelju konfiguracije električnog kruga.

Inženjeri koriste multimetre za često mjerenje kapaciteta jednofaznih motora, opreme i strojeva male veličine za industrijsku primjenu. Jednofazni motori rade stvaranjem izmjeničnog toka u statorskom namotu motora. To omogućuje da se struja izmjenjuje u smjeru dok teče kroz statorski namot kako je regulirano zakonima i načelima elektromagnetske indukcije.

Pogotovo su elektrolitski kondenzatori bolji za velike kapacitete, poput krugova napajanja i matičnih ploča za računala.

Tada inducirana struja u motoru stvara vlastiti magnetski tok suprotno protoku namota statora. Budući da jednofazni motori mogu biti izloženi pregrijavanju i drugim problemima, potrebno je provjeriti njihov kapacitet i sposobnost rada pomoću multimetara za mjerenje kapacitivnosti.

Kvarovi na kondenzatorima mogu ograničiti njihov vijek trajanja. Kratko spojeni kondenzatori mogu čak oštetiti njegove dijelove tako da više neće raditi.

Inženjeri grade aluminijski elektrolitski kondenzatori pomoću aluminijskih folija i odstojnika za papir, uređaja koji uzrokuju fluktuacije napona kako bi se spriječile štetne vibracije, koje su natopljene elektrolitskom tekućinom. Oni obično prekrivaju jednu od dvije aluminijske folije oksidnim slojem na anodi kondenzatora.

Oksid na ovom dijelu kondenzatora uzrokuje da materijal gubi elektrone tijekom procesa punjenja i skladištenja naboja. Na katodi materijal dobiva elektrone tijekom procesa redukcije konstrukcije elektrolitskog kondenzatora.

Zatim, proizvođači nastavljaju slagati elektrolitima namočeni papir s katodom povezujući ih međusobno u električnom krugu i kotrljajući ih u cilindrično kućište koje je spojeno na sklop. Inženjeri uglavnom odlučuju raspored papira u aksijalnom ili radijalnom smjeru.

Aksijalni kondenzatori izrađeni su s po jednim zatiklom na svakom kraju cilindra, a radijalni dizajn koristi oba zatiča na istoj strani cilindričnog kućišta.

Površina ploče i elektrolitska debljina određuju kapacitivnost i omogućuju elektrolitskim kondenzatorima da budu idealni kandidati za primjene poput audio pojačala. Aluminijski elektrolitski kondenzatori koriste se u napajanjima, matičnim pločama računala i kućnoj opremi.

Te značajke omogućuju elektrolitičkim kondenzatorima da pohranjuju puno više naboja od ostalih kondenzatora. Dvoslojni kondenzatori ili superkondenzatori čak mogu postići kapacitete od tisuću farada.

Aluminijski elektrolitski kondenzatori koriste čvrsti aluminijski materijal za stvaranje "ventila" takvog da pozitivan napon u elektrolitu tekućina mu omogućuje da formira oksidni sloj koji djeluje kao dielektrik, izolacijski materijal koji se može polarizirati kako bi se spriječilo punjenje teče. Inženjeri stvaraju ove kondenzatore s aluminijskom anodom. To se koristi za izradu slojeva kondenzatora i idealno je za pohranu naboja. Inženjeri koriste mangan-dioksid za stvaranje katode.

Ove se vrste elektrolitskih kondenzatora mogu dalje rastaviti tip tanke obične folije i tip narezane folije. Obični tip folije su oni koji su upravo opisani, dok narezani kondenzatori tipa folije koriste aluminijski oksid na anodi i katodne folije koje su ugravirane kako bi se povećala površina i propusnost, mjera sposobnosti skladištenja materijala naplatiti.

To povećava kapacitet, ali također ometa sposobnost materijala da tolerira velike istosmjerne struje (DC), vrstu struje koja u krugu putuje u jednom smjeru.

Vrste elektrolita koji se koriste u aluminijskim kondenzatorima mogu se razlikovati između čvrstih, čvrstih mangan-dioksida i čvrstih polimera. Nestarni ili tekući elektroliti obično se koriste jer su relativno jeftini i odgovaraju raznim veličinama, kapacitetima i vrijednostima napona. Ipak imaju velike količine gubitka energije kada se koriste u krugovima. Tekući elektroliti čine etilen glikol i borne kiseline.

Ostala otapala poput dimetilformamida i dimetilacetamida također se mogu otopiti u vodi za upotrebu. Ove vrste kondenzatora mogu također koristiti krute elektrolite poput mangan-dioksida ili kruti polimerni elektrolit. Mangan-dioksid je također isplativ i pouzdan pri višim temperaturama i vlažnosti. Imaju manje istosmjerne struje propuštanja i veliku količinu električne vodljivosti.

Elektroliti su odabrani za rješavanje problema visokih čimbenika rasipanja kao i općih gubitaka energije elektrolitskih kondenzatora.

Tantalni kondenzator uglavnom se koristi u uređajima za površinsku montažu u računalnim aplikacijama, kao i u vojnoj, medicinskoj i svemirskoj opremi.

Tantalni materijal anode omogućuje im da lako oksidiraju poput aluminijskog kondenzatora omogućuje im da iskoriste povećanu vodljivost kad se tantalni prah pritisne na vodljivu žica. Zatim se oksid stvara na površini i unutar šupljina u materijalu. To stvara veću površinu za povećanu sposobnost skladištenja naboja s većom propusnošću od aluminija.

Kondenzatori na bazi niobija koriste masu materijala oko žičanog vodiča koji koristi oksidaciju u stvaranju dielektrika. Ti dielektrici imaju veću propusnost od tantalovskih kondenzatora, ali koriste veću dielektričnu debljinu za određeni napon. Ovi se kondenzatori u posljednje vrijeme češće koriste jer su tantalni kondenzatori skuplji.