Ako zistiť polaritu elektrolytického kondenzátora

Kondenzátory majú rôzne dizajny pre použitie vo výpočtových aplikáciách a filtrovanie elektrického signálu v obvodoch. Napriek rozdielom v spôsoboch ich výroby a na čo sa používajú, všetky fungujú prostredníctvom rovnakých elektrochemických princípov.

Keď ich inžinieri zostavia, zohľadnia veličiny, ako je hodnota kapacity, menovité napätie, spätné napätie a zvodový prúd, aby sa ubezpečili, že sú ideálne pre svoje použitie. Ak chcete v elektrickom obvode uložiť veľké množstvo náboja, prečítajte si viac informácií o elektrolytických kondenzátoroch.

Ak chcete zistiť polaritu kondenzátora, prúžok na elektrolytickom kondenzátore vám povie záporný koniec. Pre kondenzátory s axiálnym vývodom (v ktorých vodiče vychádzajú z opačných koncov kondenzátora) môže byť šípka, ktorá ukazuje na záporný koniec a symbolizuje tok náboja.

Uistite sa, že viete, aká je polarita kondenzátora, aby ste ho mohli pripojiť k elektrickému obvodu v príslušnom smere. Pripojenie nesprávnym smerom môže spôsobiť skrat alebo prehriatie obvodu.

• Polaritu elektrolytického kondenzátora môžete určiť meraním jeho poklesu napätia a kapacity v elektrickom obvode. Uistite sa, že venujete zvýšenú pozornosť kladnej a zápornej strane kondenzátora, aby ste ho nepoškodili alebo zvyšok obvodu. Pri práci s kondenzátormi postupujte opatrne.

V niektorých prípadoch môže byť kladný koniec kondenzátora dlhší ako záporný, ale pri týchto kritériách musíte byť opatrní, pretože veľa kondenzátorov má orezané vodiče. Tantalový kondenzátor môže niekedy mať znamienko plus (+) označujúce kladný koniec.

Niektoré elektrolytické kondenzátory je možné používať bipolárne, čo im umožňuje v prípade potreby zmeniť polaritu. Robia to prepínaním medzi tokom náboja obvodom striedavého prúdu (AC).

Niektoré elektrolytické kondenzátory sú určené na bipolárnu prevádzku pomocou nepolarizovaných metód. Tieto kondenzátory sú konštruované s dvoma anódovými doskami, ktoré sú zapojené v obrátenej polarite. V po sebe nasledujúcich častiach ac cyklu jeden oxid funguje ako blokujúce dielektrikum. Zabraňuje spätnému prúdu ničiť opačný elektrolyt.

Elektrolytický kondenzátor používa elektrolyt na zvýšenie množstva kapacity alebo svojej schopnosti akumulovať náboj. Sú polarizované, čo znamená, že ich náboje sú usporiadané v distribúcii, ktorá im umožňuje ukladať náboj. Elektrolyt, v tomto prípade, je kvapalina alebo gél, ktorý má vysoké množstvo iónov, vďaka čomu sa ľahko nabíja.

Keď sú elektrolytické kondenzátory polarizované, napätie alebo potenciál na kladnej svorke je väčší ako napätie zápornej svorky, čo umožňuje, aby náboj voľne prechádzal kondenzátorom.

Keď je kondenzátor polarizovaný, všeobecne je označený mínusom (-) alebo plusom (+) na označenie negatívnych a pozitívnych koncov. Venujte tomu zvýšenú pozornosť, pretože ak zapojíte kondenzátor do obvodu nesprávne, môže dôjsť ku skratu obvod, ako v prípade, prúdom taký veľký prúd preteká kondenzátorom, ktorý ho môže trvale poškodiť.

Aj keď veľká kapacita umožňuje elektrolytickým kondenzátorom skladovať väčšie množstvo náboja, môžu byť predmetom úniku prúdmi a nemusí vyhovovať príslušným toleranciám hodnoty, je možné, aby sa hodnota kapacity z praktických dôvodov menila účely. Určité konštrukčné faktory môžu tiež obmedziť životnosť elektrolytických kondenzátorov, ak sú kondenzátory náchylné na ľahké opotrebovanie po opakovanom použití.

Kvôli tejto polarite elektrolytického kondenzátora musia byť predpäté. To znamená, že kladný koniec kondenzátora musí byť pri vyššom napätí ako záporný, aby náboj prechádzal obvodom z kladného konca na záporný koniec.

Pripojenie kondenzátora k obvodu v nesprávnom smere môže poškodiť materiál z oxidu hlinitého, ktorý izoluje kondenzátor alebo samotný skrat. Môže to tiež spôsobiť prehriatie, takže sa elektrolyt príliš zahrieva alebo vyteká.

Pred meraním kapacity by ste si mali uvedomiť bezpečnostné opatrenia pri používaní kondenzátora. Aj po odpojení napájania z obvodu kondenzátor pravdepodobne zostane pod napätím. Predtým, ako sa ho dotknete, pomocou multimetra skontrolujte, či je vypnutá všetka energia obvodu Skontrolujte, či je napájanie vypnuté a či ste vybili kondenzátor pripojením odporu cez kondenzátor vedie.

Ak chcete kondenzátor bezpečne vybiť, na päť sekúnd pripojte na svorky kondenzátora 5-wattový odpor. Pomocou multimetra skontrolujte, či je vypnuté napájanie. Neustále kontrolujte tesnosť, praskliny a iné známky opotrebovania kondenzátora.

•••Syed Hussain Ather

Symbol elektrolytického kondenzátora je všeobecný symbol pre kondenzátor. Elektrolytické kondenzátory sú zobrazené v schémach zapojenia, ako je to znázornené na obrázku vyššie pre európske a americké štýly. Znamienka plus a mínus označujú kladné a záporné póly, anódu a katódu.

Pretože kapacita je hodnota vlastná elektrolytickému kondenzátoru, môžete ju vypočítať v jednotkách farad ako C = ε_r ε₀ A / d pre oblasť prekrytia dvoch dosiek A v m², ε_r ako bezrozmerná dielektrická konštanta materiálu, ε₀ ako elektrická konštanta vo faradoch / meter ad ako vzdialenosť medzi doskami v metroch.

Na meranie kapacity môžete použiť multimetr. Multimetr pracuje tak, že meria prúd a napätie a na základe týchto dvoch hodnôt počíta kapacitu. Nastavte multimetr na kapacitný režim (obvykle označený symbolom kapacity).

Po pripojení kondenzátora k obvodu a poskytnutí dostatočného času na nabitie ho odpojte od obvodu podľa uvedených bezpečnostných opatrení.

Pripojte vodiče kondenzátora k svorkám multimetra. Relatívny režim môžete použiť na meranie vzájomnej kapacity meracích vodičov. To môže byť užitočné pri nízkych kapacitných hodnotách, ktoré môžu byť ťažšie detekovateľné.

Skúste použiť rôzne rozsahy kapacity, až kým nenájdete presný údaj založený na konfigurácii elektrického obvodu.

Inžinieri používajú multimetre na časté meranie kapacity jednofázových motorov, zariadení a strojov malého rozsahu pre priemyselné aplikácie. Jednofázové motory pracujú vytvorením striedavého toku vo vinutí statora motora. Toto umožňuje striedanie prúdu v smere prúdenia statorového vinutia podľa zákonov a zásad elektromagnetickej indukcie.

Obzvlášť elektrolytické kondenzátory sú lepšie na použitie s vysokou kapacitou, ako sú napájacie obvody a základné dosky pre počítače.

Indukovaný prúd v motore potom produkuje vlastný magnetický tok v protiklade k toku statorového vinutia. Pretože u jednofázových motorov môže dôjsť k prehriatiu a ďalším problémom, je potrebné skontrolovať ich kapacitu a schopnosť pracovať pomocou multimetrov na meranie kapacity.

Poruchy kondenzátorov môžu obmedziť ich životnosť. Skratované kondenzátory môžu dokonca poškodiť ich časti, takže už nemusí fungovať.

Inžinieri stavajú hliníkové elektrolytické kondenzátory pomocou hliníkových fólií a rozperiek na papier, zariadení, ktoré spôsobujú kolísanie napätia, aby sa zabránilo škodlivým vibráciám, ktoré sú nasiaknuté elektrolytickou tekutinou. Spravidla pokrývajú jednu z dvoch hliníkových fólií vrstvou oxidu na anóde kondenzátora.

Oxid v tejto časti kondenzátora spôsobí, že materiál stratí elektróny počas procesu nabíjania a ukladania náboja. Na katóde získava materiál elektróny počas procesu redukcie konštrukcie elektrolytického kondenzátora.

Potom výrobcovia naďalej spájajú papier nasiaknutý elektrolytom s katódou navzájom v elektrickom obvode a zrolovať ich do valcového puzdra, ktoré je pripojené k obvod. Inžinieri sa všeobecne rozhodnú usporiadať papier buď v axiálnom alebo radiálnom smere.

Axiálne kondenzátory sú vyrobené s jedným kolíkom na každom konci valca a radiálne konštrukcie používajú obidva kolíky na rovnakej strane valcového puzdra.

Plocha dosky a hrúbka elektrolytu určujú kapacitu a umožňujú elektrolytickým kondenzátorom byť ideálnymi kandidátmi na aplikácie, ako sú napríklad zosilňovače zvuku. Hliníkové elektrolytické kondenzátory sa používajú v napájacích zdrojoch, základných doskách počítačov a v domácich zariadeniach.

Tieto vlastnosti umožňujú elektrolytickým kondenzátorom akumulovať oveľa viac náboja ako iné kondenzátory. Dvojvrstvové kondenzátory alebo superkondenzátory môžu dokonca dosiahnuť kapacity tisícov faradov.

Hliníkové elektrolytické kondenzátory používajú pevný hliníkový materiál na vytvorenie „ventilu“ tak, aby bolo v elektrolytiku kladné napätie kvapalina umožňuje jej vytvorenie oxidovej vrstvy, ktorá funguje ako dielektrikum, izolačný materiál, ktorý je možné polarizovať, aby sa zabránilo nábojom tečie. Inžinieri vytvárajú tieto kondenzátory s hliníkovou anódou. Používa sa na výrobu vrstiev kondenzátora a je ideálny na ukladanie náboja. Inžinieri používajú na vytvorenie katódy oxid manganičitý.

Tieto typy elektrolytických kondenzátorov je možné ďalej rozdeliť na tenká obyčajná fólia a leptaná fólia. Typ obyčajnej fólie sú tie, ktoré boli práve opísané, zatiaľ čo leptané fóliové kondenzátory používajú na anóde oxid hlinitý a katódové fólie, ktoré boli leptané na zvýšenie povrchovej plochy a permitivity, čo je miera schopnosti materiálu skladovať poplatok.

To zvyšuje kapacitu, ale tiež bráni schopnosti materiálu tolerovať vysoké jednosmerné prúdy (DC), čo je typ prúdu, ktorý v obvode postupuje jedným smerom.

Typy elektrolytov použitých v hliníkových kondenzátoroch sa môžu líšiť medzi tuhým, tuhým oxidom manganičitým a tuhým polymérom. Bežne sa používajú nespevnené alebo tekuté elektrolyty, pretože sú relatívne lacné a vyhovujú rôznym veľkostiam, kapacitám a hodnotám napätia. Pri použití v obvodoch však majú vysoké straty energie. Etylénglykol a kyseliny borité tvoria tekuté elektrolyty.

Na použitie je možné tiež rozpustiť ďalšie rozpúšťadlá, ako je dimetylformamid a dimetylacetamid. Tieto typy kondenzátorov môžu tiež používať tuhé elektrolyty, ako je oxid manganičitý alebo tuhý polymérny elektrolyt. Oxid manganičitý je tiež nákladovo efektívny a spoľahlivý pri vyšších teplotách a vlhkosti. Majú menší zvodový prúd jednosmerného prúdu a vysoké množstvo elektrickej vodivosti.

Elektrolyty sa vyberajú na riešenie problémov s vysokými stratovými faktormi, ako aj všeobecnými energetickými stratami elektrolytických kondenzátorov.

Tantalový kondenzátor sa väčšinou používa v zariadeniach na povrchovú montáž vo výpočtových aplikáciách, ako aj vo vojenských, lekárskych a vesmírnych zariadeniach.

Tantalový materiál anódy im umožňuje ľahkú oxidáciu, rovnako ako hliníkový kondenzátor umožňuje im využiť zvýšenú vodivosť pri stlačení práškového tantalu na vodivý materiál drôt. Oxid sa potom vytvára na povrchu a v dutinách materiálu. To vytvára väčší povrch pre väčšiu schopnosť ukladať náboj s väčšou permitivitou ako hliník.

Kondenzátory na báze nióbu používajú hmotu materiálu okolo drôteného vodiča, ktorý využíva oxidáciu pri vytváraní dielektrika. Tieto dielektriká majú väčšiu permitivitu ako tantalové kondenzátory, ale pre danú hodnotu napätia používajú väčšiu dielektrickú hrúbku. Tieto kondenzátory sa v poslednej dobe začali používať častejšie, pretože tantalové kondenzátory zdraželi.