Hvordan fortelle polariteten til en elektrolytisk kondensator

Kondensatorer har en rekke design for bruk i databehandling og filtrering av elektrisk signal i kretser. Til tross for forskjellene i måtene de er bygd på og hva de brukes til, fungerer de alle gjennom de samme elektrokjemiske prinsippene.

Når ingeniører bygger dem, tar de hensyn til mengder som kapasitansverdi, nominell spenning, revers spenning og lekkasjestrøm for å sikre at de er ideelle for deres bruk. Når du vil lagre en stor mengde ladning i en elektrisk krets, kan du lære mer om elektrolytkondensatorer.

For å finne ut kondensatorens polaritet forteller stripen på en elektrolytisk kondensator deg den negative enden. For aksiale ledede kondensatorer (der ledningene kommer ut av motsatte ender av kondensatoren), kan det være en pil som peker mot den negative enden, som symboliserer strømmen av ladning.

Sørg for at du vet hva en kondensator har polaritet, slik at du kan feste den til en elektrisk krets i riktig retning. Feste i feil retning kan føre til kortslutning eller overoppheting.

• Du kan bestemme en elektrolytisk kondensatorpolaritet ved å måle spenningsfallet og kapasitansen i en elektrisk krets. Forsikre deg om at du er nøye med kondensatorens positive og negative side slik at du ikke skader den eller resten av kretsen. Bruk sikkerhetstiltak når du arbeider med kondensatorer.

I noen tilfeller kan kondensatorens positive ende være lengre enn den negative, men du må være forsiktig med disse kriteriene fordi mange kondensatorer har trimmet ledningene. En tantal kondensator kan noen ganger ha et pluss (+) tegn som indikerer den positive enden.

Noen elektrolytkondensatorer kan brukes på en bipolar måte som lar dem reversere polaritet når det er nødvendig. De gjør dette ved å bytte mellom ladestrømmen gjennom en vekselstrømskrets.

Noen elektrolytkondensatorer er ment for bipolar drift gjennom upolariserte metoder. Disse kondensatorene er konstruert med to anodeplater som er koblet i omvendt polaritet. I påfølgende deler av vekselstrømssyklusen fungerer ett oksid som et blokkerende dielektrikum. Det forhindrer omvendt strøm fra å ødelegge motsatt elektrolytt.

En elektrolytkondensator bruker en elektrolytt for å øke mengden kapasitans, eller dens evne til å lagre ladning, den kan oppnå. De er polariserte, noe som betyr at ladningene deres ligger i en distribusjon som lar dem lagre ladning. Elektrolytten, i dette tilfellet, er en væske eller gel som har en høy mengde ioner som gjør det lett å lade.

Når de elektrolytiske kondensatorene er polariserte, er spenningen eller potensialet på den positive terminalen større enn den negative, slik at ladningen kan strømme fritt gjennom kondensatoren.

Når kondensatoren er polarisert, er den vanligvis merket med minus (-) eller pluss (+) for å indikere de negative og positive endene. Vær nøye med dette fordi du kan kortslutte hvis du kobler en kondensator til en krets på feil måte krets, som i, strømmer så stor strøm gjennom kondensatoren som kan skade den permanent.

Selv om en stor kapasitans lar elektrolytkondensatorer lagre større mengder ladning, kan de utsettes for lekkasje strøm og oppfyller kanskje ikke de riktige verditoleransene, hvor mye kapasitansen får variere for praktisk formål. Enkelte designfaktorer kan også begrense levetiden til elektrolytkondensatorer hvis kondensatorene er utsatt for å bli slitte lett etter gjentatt bruk.

På grunn av denne polariteten til en elektrolytisk kondensator, må de være forspent. Dette betyr at den positive enden av kondensatoren må ha en høyere spenning enn den negative slik at ladning strømmer gjennom kretsen fra den positive enden til den negative enden.

Feste en kondensator til en krets i feil retning kan skade aluminiumoksidmaterialet som isolerer kondensatoren eller kortslutningen. Det kan også føre til overoppheting slik at elektrolytten blir for varm eller lekker.

Før du måler kapasitans, bør du være oppmerksom på sikkerhetsforholdsregler når du bruker kondensator. Selv etter at du har fjernet strømmen fra en krets, er det sannsynlig at en kondensator forblir strøm. Før du berører det, må du bekrefte at all strømmen til kretsen er slått av ved å bruke et multimeter til bekreft at strømmen er slått av og at du har ladet ut kondensatoren ved å koble en motstand over kondensatoren fører.

For å tømme en kondensator trygt, koble en 5-watt motstand over kondensatorens terminaler i fem sekunder. Bruk multimeteret for å bekrefte at strømmen er slått av. Kontroller kontinuerlig kondensatoren for lekkasjer, sprekker og andre tegn på slitasje.

•••Syed Hussain Ather

Det elektrolytiske kondensatorsymbolet er det generelle symbolet for en kondensator. Elektrolytkondensatorer er fremstilt i kretsskjemaer som vist i figuren ovenfor for europeiske og amerikanske stiler. Pluss- og minustegnene indikerer de positive og negative terminalene, anoden og katoden.

Fordi kapasitansen er en egenverdi av en elektrolytisk kondensator, kan du beregne den i enheter av farads som C = ε_r ε₀ A / d for området for overlapping av de to platene EN i m², ε_r som den dimensjonsløse dielektriske konstanten til materialet, ε₀ som den elektriske konstanten i farads / meter, og d som skillet mellom platene i meter.

Du kan bruke et multimeter for å måle kapasitansen. Multimeteret fungerer ved å måle strøm og spenning og bruke disse to verdiene til å beregne kapasitans. Sett multimeteret til kapasitansmodus (vanligvis angitt med et kapasitanssymbol).

Etter at kondensatoren har blitt koblet til kretsen og fått nok tid til å lade opp, kobler du den fra kretsen i henhold til sikkerhetsforholdsregler som nettopp er beskrevet.

Koble kondensatorens ledninger til multimeterterminalene. Du kan bruke en relativ modus for å måle kapasitansen til testledningene i forhold til hverandre. Dette kan være nyttig for verdier med lav kapasitans som kan være vanskeligere å oppdage.

Prøv å bruke forskjellige kapasitansområder til du finner en avlesning som er nøyaktig basert på konfigurasjonen til den elektriske kretsen.

Ingeniører bruker multimeter for å måle kapasitans ofte for enfasede motorer, utstyr og maskiner som er små i størrelse for industrielle applikasjoner. Enfasede motorer fungerer ved å skape en vekslende strøm i motorens statorvikling. Dette lar strømmen veksle i retning mens den strømmer gjennom statorviklingen i henhold til lovene og prinsippene for elektromagnetisk induksjon.

Spesielt elektrolytiske kondensatorer er bedre for bruk med høy kapasitans som strømforsyningskretser og hovedkort for datamaskiner.

Den induserte strømmen i motoren produserer deretter sin egen magnetiske strømning i motsetning til strømmen av statorviklingen. Fordi enfasemotorer kan være utsatt for overoppheting og andre problemer, er det nødvendig å sjekke kapasitansen og evnen til å jobbe med multimetre for å måle kapasitans.

Feil i kondensatorer kan begrense levetiden. Kortslutte kondensatorer kan til og med skade deler av den slik at den ikke fungerer lenger.

Ingeniører bygger elektrolytiske kondensatorer i aluminium ved hjelp av aluminiumsfolier og papiravstandsstykker, enheter som forårsaker svingninger i spenningen for å forhindre skadelige vibrasjoner, som er dynket i elektrolysevæsken. De dekker vanligvis en av de to aluminiumsfoliene med et oksydlag ved kondensatorens anode.

Oksidet på denne delen av kondensatoren får materialet til å miste elektroner under ladning og lagring av ladning. Ved katoden får materialet elektroner under reduksjonsprosessen av elektrolytisk kondensatorkonstruksjon.

Deretter fortsetter produsentene å stable det elektrolyttbløte papiret med katoden ved å koble dem til til hverandre i en elektrisk krets og ruller dem inn i et sylindrisk tilfelle som er koblet til krets. Ingeniører velger generelt å enten ordne papiret i en aksial eller radiell retning.

De aksiale kondensatorene er laget med en pinne i hver ende av sylinderen, og de radiale designene bruker begge pinnene på samme side av det sylindriske huset.

Plateområdet og elektrolytisk tykkelse bestemmer kapasitansen og tillater elektrolytkondensatorer å være ideelle kandidater for applikasjoner som lydforsterkere. Elektrolytkondensatorer i aluminium brukes i strømforsyninger, hovedkort på datamaskiner og husholdningsutstyr.

Disse funksjonene gjør at elektrolytkondensatorer kan lagre mye mer lading enn andre kondensatorer. Dobbeltlagskondensatorer, eller superkapasitorer, kan til og med oppnå kapasitanser på tusenvis av farader.

Elektrolytkondensatorer i aluminium bruker det faste aluminiumsmaterialet til å lage en "ventil" slik at en positiv spenning i elektrolysen væske lar det danne et oksydlag som fungerer som et dielektrikum, et isolerende materiale som kan polariseres for å forhindre at ladninger flyter. Ingeniører lager disse kondensatorene med en aluminiumanode. Dette brukes til å lage lagene på kondensatoren, og det er ideelt for lagring av ladning. Ingeniører bruker mangandioksid for å lage katoden.

Disse typer elektrolytkondensatorer kan videre deles inn i tynn vanlig folietype og etset folietype. Den vanlige folietypen er de som nettopp er beskrevet mens etsede foliekondensatorer bruker aluminiumoksid på anoden og katodefolier som er etset for å øke overflatearealet og permittivitet, et mål på materialets evne til å lagre lade.

Dette øker kapasitansen, men hindrer også materialets evne til å tåle høye direkte strømmer (DC), typen strøm som beveger seg i en retning i en krets.

Typene elektrolytter som brukes i aluminiumkondensatorer kan variere mellom ikke-fast, fast mangandioksid og fast polymer. Ikke-faste, eller flytende, elektrolytter brukes ofte fordi de er relativt billige og passer til en rekke størrelser, kapasitanser og spenningsverdier. De har imidlertid store mengder tap av energi når de brukes i kretser. Etylenglykol og borsyrer utgjør de flytende elektrolyttene.

Andre løsningsmidler som dimetylformamid og dimetylacetamid kan også oppløses i vann for bruk. Disse typer kondensatorer kan også bruke faste elektrolytter som mangandioksid eller en solid polymerelektrolytt. Mangandioksid er også kostnadseffektivt og pålitelig ved høyere temperaturer og fuktighetsverdier. De har mindre likestrøm og høy elektrisk ledningsevne.

Elektrolyttene er valgt for å adressere problemer med høye dissipasjonsfaktorer, så vel som de generelle energitapene til elektrolytiske kondensatorer.

Tantalkondensatoren brukes hovedsakelig i overflatemonterte enheter i databehandlingsapplikasjoner, samt militært, medisinsk utstyr og romutstyr.

Tantalmaterialet til anoden lar dem oksidere lett, akkurat som aluminiumskondensator, og også lar dem dra nytte av den økte ledningsevnen når tantalpulver presses på en ledende metalltråd. Oksidet dannes på overflaten og i hulrom i materialet. Dette skaper større overflateareal for økt evne til å lagre ladning med større permittivitet enn aluminium.

Niob-baserte kondensatorer bruker en masse av et materiale rundt en ledningsleder som bruker oksidasjon for å skape et dielektrikum. Disse dielektrikene har større permittivitet enn tantalkondensatorer, men bruker mer av en dielektrisk tykkelse for en gitt spenningsgrad. Disse kondensatorene har blitt brukt oftere den siste tiden fordi tantalkondensatorer har blitt dyrere.