Как определить полярность электролитического конденсатора

Конденсаторы имеют множество конструкций для использования в вычислительных приложениях и фильтрации электрического сигнала в схемах. Несмотря на различия в том, как они построены и для чего они используются, все они работают на одних и тех же электрохимических принципах.

При их создании инженеры принимают во внимание такие величины, как значение емкости, номинальное напряжение, обратное напряжение и ток утечки, чтобы убедиться, что они идеально подходят для своих целей. Если вы хотите сохранить большой заряд в электрической цепи, узнайте больше об электролитических конденсаторах.

Чтобы определить полярность конденсатора, полоска на электролитическом конденсаторе указывает отрицательный полюс. Для конденсаторов с осевыми выводами (в которых выводы выходят из противоположных концов конденсатора) может быть стрелка, указывающая на отрицательный конец, символизирующая поток заряда.

Убедитесь, что вы знаете полярность конденсатора, чтобы его можно было подключить к электрической цепи в нужном направлении. Установка в неправильном направлении может вызвать короткое замыкание или перегрев цепи.

• Вы можете определить полярность электролитического конденсатора, измерив его падение напряжения и емкость в электрической цепи. Удостоверьтесь, что вы уделяете пристальное внимание положительной и отрицательной сторонам конденсатора, чтобы не повредить его или остальную цепь. Соблюдайте меры безопасности при работе с конденсаторами.

В некоторых случаях положительный конец конденсатора может быть длиннее отрицательного, но вы должны быть осторожны с этим критерием, потому что многие конденсаторы имеют обрезанные выводы. Танталовый конденсатор иногда может иметь знак плюса (+), указывающий на положительный полюс.

Некоторые электролитические конденсаторы могут использоваться биполярно, что позволяет им менять полярность при необходимости. Они делают это, переключаясь между потоками заряда через цепь переменного тока (AC).

Некоторые электролитические конденсаторы предназначены для биполярной работы неполяризованными методами. Эти конденсаторы состоят из двух анодных пластин, соединенных с обратной полярностью. В последовательных частях цикла переменного тока один оксид действует как блокирующий диэлектрик. Он предотвращает разрушение противоположного электролита обратным током.

В электролитическом конденсаторе используется электролит для увеличения емкости или способности накапливать заряд, которого он может достичь. Они поляризованы, то есть их заряды выстраиваются в линию, позволяющую им сохранять заряд. Электролит в данном случае представляет собой жидкость или гель с большим количеством ионов, благодаря которым он легко заряжается.

Когда электролитические конденсаторы поляризованы, напряжение или потенциал на положительном выводе больше, чем на отрицательном, что позволяет заряду свободно проходить через конденсатор.

Когда конденсатор поляризован, он обычно обозначается минусом (-) или плюсом (+) для обозначения отрицательного и положительного полюсов. Обратите на это особое внимание, потому что, если вы неправильно подключите конденсатор в цепи, он может закоротить. В цепи, например, через конденсатор протекает настолько большой ток, что он может необратимо повредить его.

Хотя большая емкость позволяет электролитическим конденсаторам накапливать большее количество заряда, они могут иметь утечку. токи и могут не соответствовать допустимым значениям, величина емкости может изменяться для практических целей. целей. Определенные конструктивные факторы могут также ограничивать срок службы электролитических конденсаторов, если конденсаторы склонны к быстрому износу после многократного использования.

Из-за этой полярности электролитического конденсатора они должны быть смещены в прямом направлении. Это означает, что положительный конец конденсатора должен иметь более высокое напряжение, чем отрицательный, чтобы заряд проходил через цепь от положительного конца к отрицательному.

Подключение конденсатора к цепи в неправильном направлении может привести к повреждению материала оксида алюминия, изолирующего конденсатор, или к короткому замыканию. Это также может вызвать перегрев, в результате которого электролит слишком сильно нагревается или протекает.

Прежде чем измерять емкость, вы должны знать о мерах предосторожности при использовании конденсатора. Даже после того, как вы отключите питание от цепи, конденсатор, скорее всего, останется под напряжением. Прежде чем прикоснуться к нему, убедитесь, что все питание схемы отключено, с помощью мультиметра. убедитесь, что питание отключено, и вы разряжали конденсатор, подключив резистор к конденсатору. ведет.

Чтобы безопасно разрядить конденсатор, подключите резистор мощностью 5 Вт к его клеммам на пять секунд. Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено. Постоянно проверяйте конденсатор на предмет утечек, трещин и других признаков износа.

•••Сайед Хуссейн Атер

Символ электролитического конденсатора является общим обозначением конденсатора. Электролитические конденсаторы изображены на принципиальных схемах, как показано на рисунке выше для европейского и американского стилей. Знаки плюс и минус указывают на положительную и отрицательную клеммы, анод и катод.

Поскольку емкость - это величина, присущая электролитическому конденсатору, вы можете рассчитать ее в единицах фарад как C = ε_р ε₀ Объявление для области перекрытия двух пластин А в м², ε_р как безразмерная диэлектрическая проницаемость материала, ε₀ как электрическая постоянная в фарадах / метр, а d как расстояние между пластинами в метрах.

Вы можете использовать мультиметр для измерения емкости. Мультиметр измеряет ток и напряжение и использует эти два значения для расчета емкости. Установите мультиметр в режим измерения емкости (обычно обозначается символом емкости).

После того, как конденсатор был подключен к цепи и у него было достаточно времени для зарядки, отключите его от цепи, соблюдая только что описанные меры безопасности.

Подключите выводы конденсатора к клеммам мультиметра. Вы можете использовать относительный режим для измерения емкости измерительных проводов относительно друг друга. Это может быть удобно при низких значениях емкости, которые может быть труднее обнаружить.

Попробуйте использовать различные диапазоны емкости, пока не найдете точное значение, основанное на конфигурации электрической цепи.

Инженеры часто используют мультиметры для измерения емкости однофазных двигателей, оборудования и машин небольшого размера для промышленного применения. Однофазные двигатели работают за счет создания переменного потока в обмотке статора двигателя. Это позволяет току менять направление при протекании через обмотку статора в соответствии с законами и принципами электромагнитной индукции.

В частности, электролитические конденсаторы лучше подходят для использования с высокой емкостью, например, для цепей питания и материнских плат для компьютеров.

Затем индуцированный ток в двигателе создает собственный магнитный поток, противоположный потоку обмотки статора. Поскольку однофазные двигатели могут быть подвержены перегреву и другим проблемам, необходимо проверить их емкость и работоспособность с помощью мультиметров для измерения емкости.

Неисправности конденсаторов могут ограничить их срок службы. Короткозамкнутые конденсаторы могут даже повредить его части, так что он может больше не работать.

Инженеры строят алюминиевые электролитические конденсаторы с использованием алюминиевой фольги и бумажных прокладок, устройств, которые вызывают колебания напряжения для предотвращения разрушительных вибраций, которые пропитаны электролитической жидкостью. Обычно они покрывают одну из двух алюминиевых фольг оксидным слоем на аноде конденсатора.

Оксид в этой части конденсатора заставляет материал терять электроны в процессе зарядки и накопления заряда. На катоде материал приобретает электроны в процессе восстановления конструкции электролитического конденсатора.

Затем производители продолжают укладывать пропитанную электролитом бумагу с катодом, соединяя их. друг к другу в электрической цепи и сворачивая их в цилиндрический корпус, который соединен с схема. Инженеры обычно выбирают расположение бумаги либо в осевом, либо в радиальном направлении.

Осевые конденсаторы выполнены с одним штырем на каждом конце цилиндра, а в радиальных конструкциях используются оба штифта на одной стороне цилиндрического корпуса.

Площадь пластины и электролитическая толщина определяют емкость и позволяют электролитическим конденсаторам быть идеальными кандидатами для таких приложений, как аудиоусилители. Алюминиевые электролитические конденсаторы используются в источниках питания, материнских платах компьютеров и бытовой технике.

Эти особенности позволяют электролитическим конденсаторам сохранять намного больше заряда, чем другие конденсаторы. Двухслойные конденсаторы или суперконденсаторы могут даже достигать емкости в тысячи фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют твердый алюминиевый материал для создания «клапана», так что положительное напряжение в электролитической жидкость позволяет ему образовывать оксидный слой, который действует как диэлектрик, изолирующий материал, который можно поляризовать, чтобы предотвратить заряды. течет. Инженеры создают эти конденсаторы с алюминиевым анодом. Это используется для создания слоев конденсатора и идеально подходит для хранения заряда. Инженеры используют диоксид марганца для создания катода.

Эти типы электролитических конденсаторов могут быть далее разбиты на тип тонкой простой фольги и тип протравленной фольги. Типы простой фольги - это те, которые были только что описаны, в то время как конденсаторы с травленой фольгой используют оксид алюминия на аноде. и катодная фольга, протравленная для увеличения площади поверхности и диэлектрической проницаемости, что является мерой способности материала накапливать заряжать.

Это увеличивает емкость, но также снижает способность материала выдерживать высокие постоянные токи (DC), тип тока, который проходит в одном направлении в цепи.

Типы электролитов, используемых в алюминиевых конденсаторах, могут быть разными: нетвердый, твердый диоксид марганца и твердый полимер. Обычно используются нетвердые или жидкие электролиты, потому что они относительно дешевы и подходят для различных размеров, емкостей и значений напряжения. Однако при использовании в цепях они действительно теряют много энергии. Этиленгликоль и борная кислота составляют жидкие электролиты.

Другие растворители, такие как диметилформамид и диметилацетамид, также могут быть растворены в воде для использования. Эти типы конденсаторов также могут использовать твердые электролиты, такие как диоксид марганца или твердый полимерный электролит. Диоксид марганца также экономичен и надежен при более высоких значениях температуры и влажности. Они имеют меньший ток утечки постоянного тока и высокую электрическую проводимость.

Электролиты выбираются для решения вопросов, связанных с высокими коэффициентами рассеяния, а также с общими потерями энергии электролитических конденсаторов.

Танталовый конденсатор в основном используется в устройствах для поверхностного монтажа в вычислительных приложениях, а также в военном, медицинском и космическом оборудовании.

Танталовый материал анода позволяет им легко окисляться, как и алюминиевый конденсатор, а также позволяет им воспользоваться преимуществами повышенной проводимости, когда танталовый порошок прижимается к проводящей провод. Затем оксид образуется на поверхности и внутри полостей в материале. Это создает большую площадь поверхности для повышенной способности хранить заряд с большей диэлектрической проницаемостью, чем у алюминия.

Конденсаторы на основе ниобия используют массу материала вокруг проводника, который использует окисление для создания диэлектрика. Эти диэлектрики имеют большую диэлектрическую проницаемость, чем танталовые конденсаторы, но для данного номинального напряжения используется большая толщина диэлектрика. Эти конденсаторы в последнее время используются чаще, потому что танталовые конденсаторы стали более дорогими.