Як визначити полярність електролітичного конденсатора

Конденсатори мають різноманітну конструкцію для використання в обчислювальних програмах та фільтрації електричного сигналу в ланцюгах. Незважаючи на різницю в способах їх побудови та для чого вони використовуються, всі вони функціонують за однаковими електрохімічними принципами.

Коли інженери будують їх, вони беруть до уваги величини, такі як ємність, номінальна напруга, зворотна напруга та струм витоку, щоб переконатися, що вони ідеально підходять для їх використання. Коли ви хочете накопичити велику кількість заряду в електричному ланцюзі, дізнайтеся більше про електролітичні конденсатори.

Щоб з'ясувати полярність конденсатора, смужка на електролітичному конденсаторі говорить вам про негативний кінець. Для осьових свинцевих конденсаторів (у яких виводи виходять із протилежних кінців конденсатора) може бути стрілка, яка вказує на негативний кінець, що символізує потік заряду.

Переконайтеся, що ви знаєте, яка полярність конденсатора, щоб ви могли приєднати його до електричного кола у відповідному напрямку. Прикріплення в неправильному напрямку може призвести до короткого замикання або перегріву ланцюга.

• Ви можете визначити полярність електролітичного конденсатора, вимірявши його падіння напруги та ємність в електричному колі. Переконайтеся, що ви уважно стежите за позитивною і негативною сторонами конденсатора, щоб не пошкодити його або решту ланцюга. Дотримуйтесь техніки безпеки під час роботи з конденсаторами.

У деяких випадках позитивний кінець конденсатора може бути довшим за негативний, але з цим критерієм потрібно бути обережним, оскільки багато конденсаторів обрізані відводи. Танталовий конденсатор іноді може мати знак плюс (+), що вказує на позитивний кінець.

Деякі електролітичні конденсатори можна використовувати біполярно, що дозволяє їм змінювати полярність при необхідності. Вони роблять це, перемикаючись між потоком заряду через ланцюг змінного струму (змінного струму).

Деякі електролітичні конденсатори призначені для біполярної роботи неполяризованими методами. Ці конденсатори побудовані з двома анодними пластинами, з'єднаними з зворотною полярністю. У послідовних частинах циклу змінного струму один оксид виконує функцію блокуючого діелектрика. Це запобігає зворотному струму руйнувати протилежний електроліт.

Електролітичний конденсатор використовує електроліт, щоб збільшити величину ємності, або його здатність зберігати заряд, яку він може досягти. Вони поляризовані, тобто їх заряди розташовуються у розподілі, що дозволяє їм зберігати заряд. У цьому випадку електроліт являє собою рідину або гель, що містить велику кількість іонів, завдяки чому його легко зарядити.

Коли електролітичні конденсатори поляризовані, напруга або потенціал на позитивній клемі більші, ніж на мінусовій, що дозволяє заряду вільно протікати по конденсатору.

Коли конденсатор поляризований, він, як правило, позначається мінусом (-) або плюсом (+) для позначення негативних і позитивних кінців. Зверніть на це пильну увагу, оскільки, якщо неправильно підключити конденсатор до ланцюга, він може замикатись ланцюга, як у, через конденсатор протікає настільки великий струм, що може остаточно його пошкодити.

Хоча велика ємність дозволяє електролітичним конденсаторам зберігати більшу кількість заряду, вони можуть зазнавати витоків струми і можуть не відповідати відповідним значенням допусків, величину ємності дозволяється змінювати на практиці цілі. Деякі конструктивні фактори можуть також обмежувати термін служби електролітичних конденсаторів, якщо конденсатори схильні до зношування після багаторазового використання.

Через цю полярність електролітичного конденсатора вони повинні бути упередженими. Це означає, що позитивний кінець конденсатора повинен мати вищу напругу, ніж негативний, щоб заряд протікав по ланцюгу від позитивного кінця до негативного кінця.

Приєднання конденсатора до ланцюга в неправильному напрямку може пошкодити матеріал оксиду алюмінію, який ізолює сам конденсатор або коротке замикання. Це також може спричинити перегрів, що електроліт занадто сильно нагрівається або витікає.

Перш ніж вимірювати ємність, слід знати заходи безпеки під час використання конденсатора. Навіть після того, як ви відключите живлення від ланцюга, конденсатор, ймовірно, залишиться під напругою. Перш ніж торкнутися його, переконайтеся, що все живлення схеми вимкнено за допомогою мультиметра для переконайтеся, що живлення вимкнено, і ви розрядили конденсатор, підключивши резистор через конденсатор веде.

Щоб безпечно розрядити конденсатор, підключіть 5-ватний резистор через клеми конденсатора на п’ять секунд. За допомогою мультиметра переконайтеся, що живлення вимкнено. Постійно перевіряйте конденсатор на герметичність, тріщини та інші ознаки зносу.

•••Саєд Хуссейн Атер

Символ електролітичного конденсатора є загальним символом конденсатора. Електролітичні конденсатори зображені на електричних схемах, як показано на малюнку вище для європейського та американського стилів. Знаки плюс і мінус позначають позитивні і негативні виводи, анод і катод.

Оскільки ємність є величиною, властивою електролітичному конденсатору, ви можете обчислити її в одиницях фарадів як C = ε_р ε₀ A / d для площі перекриття двох плит A в м², ε_р як безрозмірна діелектрична проникність матеріалу, ε₀ як електрична постійна у фарадах / метр, і d як відстань між пластинами в метрах.

Для вимірювання ємності можна використовувати мультиметр. Мультиметр працює, вимірюючи струм і напругу і використовуючи ці два значення для розрахунку ємності. Встановіть мультиметр в режим ємності (зазвичай позначається символом ємності).

Після того, як конденсатор буде підключений до схеми і йому буде надано достатньо часу для заряджання, від'єднайте його від ланцюга, дотримуючись заходів техніки безпеки, які щойно описані.

Підключіть виводи конденсатора до клем мультиметра. Ви можете використовувати відносний режим для вимірювання ємності випробувальних відведень відносно один одного. Це може бути корисним для низьких значень ємності, які виявити важче.

Спробуйте використовувати різні діапазони ємності, поки не знайдете точні показники на основі конфігурації електричного кола.

Інженери використовують мультиметри для частого вимірювання ємності однофазних двигунів, обладнання та машин невеликих розмірів для промислового застосування. Однофазні двигуни працюють, створюючи змінний потік в обмотці статора двигуна. Це дозволяє струму змінюватись у напрямку під час протікання через обмотку статора відповідно до законів та принципів електромагнітної індукції.

Електролітичні конденсатори, зокрема, краще для використання з великою ємністю, таких як схеми живлення та материнські плати для комп'ютерів.

Тоді індукований струм у двигуні виробляє власний магнітний потік на противагу потоку обмотки статора. Оскільки однофазні двигуни можуть піддаватися перегріванню та іншим проблемам, необхідно перевірити їх ємність та здатність працювати за допомогою мультиметрів для вимірювання ємності.

Несправності конденсаторів можуть обмежити термін їх служби. Короткозамкнені конденсатори можуть навіть пошкодити його частини, так що вони можуть більше не працювати.

Інженери будують алюмінієві електролітичні конденсатори використання алюмінієвої фольги та паперових розпірок, пристроїв, що викликають коливання напруги, щоб запобігти пошкодженню вібрацій, які просочуються електролітичною рідиною. Вони, як правило, покривають одну з двох алюмінієвих фольг оксидним шаром на аноді конденсатора.

Оксид у цій частині конденсатора змушує матеріал втрачати електрони в процесі зарядки та зберігання заряду. На катоді матеріал отримує електрони в процесі відновлення конструкції електролітичного конденсатора.

Потім виробники продовжують складати просочений електролітом папір катодом, з'єднуючи їх один до одного в електричному колі і згортаючи їх у циліндричний корпус, який з'єднаний з ланцюга. Зазвичай інженери обирають розміщення паперу в осьовому або радіальному напрямку.

Осьові конденсатори виконані з одним штифтом на кожному кінці циліндра, а в радіальних конструкціях використовуються обидва штирі з тієї ж сторони циліндричного корпусу.

Площа пластини та електролітична товщина визначають ємність і дозволяють електролітичним конденсаторам бути ідеальними кандидатами для таких програм, як аудіопідсилювачі. Алюмінієві електролітичні конденсатори використовуються в джерелах живлення, материнських платах комп’ютерів та побутовому обладнанні.

Ці характеристики дозволяють електролітичним конденсаторам зберігати набагато більше заряду, ніж інші конденсатори. Двошарові конденсатори або суперконденсатори можуть навіть досягти ємності тисяч фарад.

Алюмінієві електролітичні конденсатори використовують твердий алюмінієвий матеріал, щоб створити такий "клапан", що має позитивну напругу в електроліті рідина дозволяє йому утворювати оксидний шар, який діє як діелектрик, ізолюючий матеріал, який можна поляризувати, щоб запобігти зарядам тече. Інженери створюють ці конденсатори з алюмінієвим анодом. Це використовується для виготовлення шарів конденсатора і ідеально підходить для зберігання заряду. Інженери використовують діоксид марганцю для створення катода.

Такі типи електролітичних конденсаторів можна додатково розбити тонкої однотонної фольги та травленої фольги. Простий тип фольги - це ті, що були щойно описані, тоді як в травлених конденсаторах типу фольга використовується анод оксиду алюмінію на аноді та катодні фольги, які були протравлені для збільшення площі поверхні та диелектричної проникності, міри здатності матеріалу зберігати заряду.

Це збільшує ємність, але також перешкоджає здатності матеріалу переносити високі постійні струми (постійний струм), тип струму, який рухається в одному напрямку в ланцюзі.

Типи електролітів, що використовуються в алюмінієвих конденсаторах, можуть відрізнятися між нетвердим, твердим діоксидом марганцю та твердим полімером. Зазвичай використовують нетверді або рідкі електроліти, оскільки вони відносно дешеві та підходять для різних розмірів, ємностей та значень напруги. Однак вони мають великі втрати енергії при використанні в ланцюгах. Етиленгліколь і борна кислота складають рідкі електроліти.

Інші розчинники, такі як диметилформамід та диметилацетамід, також можуть бути розчинені у воді для використання. У цих типах конденсаторів також можуть використовуватися тверді електроліти, такі як діоксид марганцю або твердий полімерний електроліт. Двоокис марганцю також є економічно вигідним і надійним при більш високих температурах і вологості. Вони мають менший струм витоку постійного струму і велику кількість електропровідності.

Електроліти обрані для вирішення питань високих коефіцієнтів дисипації, а також загальних втрат енергії електролітичних конденсаторів.

Танталовий конденсатор в основному використовується в пристроях для поверхневого монтажу в обчислювальних програмах, а також у військовому, медичному та космічному обладнанні.

Танталовий матеріал анода дозволяє їм легко окислюватися, як і алюмінієвий конденсатор, а також дозволяє їм скористатися підвищеною провідністю при натисканні порошку танталу на струмопровід дріт. Потім оксид утворюється на поверхні та в порожнинах матеріалу. Це створює більшу площу поверхні для збільшення здатності зберігати заряд з більшою диелектричною проникністю, ніж алюміній.

Конденсатори на основі ніобію використовують масу матеріалу навколо дротяного провідника, який використовує окислення для створення діелектрика. Ці діелектрики мають більшу діелектричну проникність, ніж танталові конденсатори, але використовують більшу товщину діелектрика для даного номіналу напруги. Останнім часом ці конденсатори стали застосовуватись частіше, оскільки танталові конденсатори стали дорожчими.