1. Электралітычныя кандэнсатары
Электралітычныя кандэнсатары - гэта кандэнсатары, утвораныя акісляльным слоем на электродзе за кошт дзеяння электраліта ў якасці ізаляцыйнага пласта, які звычайна мае вялікую ёмістасць. Электраліт - гэта вадкі жэлепадобны матэрыял, багаты іёнамі, і большасць электралітычных кандэнсатараў з'яўляюцца палярнымі, гэта значыць пры працы напружанне станоўчага электрода кандэнсатара павінна быць заўсёды вышэй, чым адмоўнае.
Высокая ёмістасць электралітычных кандэнсатараў таксама прыносіцца ў ахвяру многім іншым характарыстыкам, такім як вялікі ток уцечкі, вялікая эквівалентная паслядоўная індуктыўнасць і супраціўленне, вялікая памылка допуску і кароткі тэрмін службы.
Акрамя палярных электралітычных кандэнсатараў, існуюць і непалярныя электралітычныя кандэнсатары. На малюнку ніжэй ёсць два віды электралітычных кандэнсатараў 1000 мкФ і 16 В. Сярод іх большы — непалярны, а меншы — палярны.
(Непалярныя і палярныя электралітычныя кандэнсатары)
Унутраная частка электралітычнага кандэнсатара можа быць вадкім электралітам або цвёрдым палімерам, а матэрыялам электрода звычайна з'яўляецца алюміній (алюміній) або тантал (тандал). Ніжэй прыведзены звычайны палярны алюмініевы электралітычны кандэнсатар унутры структуры, паміж двума пластамі электродаў знаходзіцца пласт валакністай паперы, прасякнутай электралітам, а таксама пласт ізаляцыйнай паперы, ператворанай у цыліндр, запячатаны ў алюмініевую абалонку.
(Унутраная структура электралітычнага кандэнсатара)
Разбіраючы электралітычны кандэнсатар, можна добра ўбачыць яго асноўную структуру. Для прадухілення выпарэння і ўцечкі электраліта частка штыфта кандэнсатара фіксуецца ўшчыльняльнай гумкай.
Вядома, малюнак таксама паказвае розніцу ва ўнутраным аб'ёме паміж палярнымі і непалярнымі электралітычнымі кандэнсатарамі. Пры той жа ёмістасці і ўзроўні напружання непалярны электралітычны кандэнсатар прыкладна ўдвая большы за палярны.
(Унутраная будова непалярных і палярных электралітычных кандэнсатараў)
Гэта адрозненне ў асноўным адбываецца з-за вялікай розніцы ў плошчы электродаў унутры двух кандэнсатараў. Электрод непалярнага кандэнсатара знаходзіцца злева, а палярны электрод - справа. У дадатак да розніцы ў плошчах, таўшчыня двух электродаў таксама адрозніваецца, а таўшчыня электрода палярнага кандэнсатара танчэй.
(Алюмініевы ліст электралітычнага кандэнсатара рознай шырыні)
2. Выбух кандэнсатара
Калі напружанне, якое прыкладаецца кандэнсатарам, перавышае яго вытрымлівальнае напружанне або калі палярнасць напружання палярнага электралітычнага кандэнсатара змяняецца, ток уцечкі кандэнсатара рэзка ўзрастае, што прыводзіць да павелічэння ўнутранага нагрэву кандэнсатара і электраліта будзе вырабляць вялікую колькасць газу.
Каб прадухіліць выбух кандэнсатара, у верхняй частцы корпуса кандэнсатара націснуты тры канаўкі, так што верхнюю частку кандэнсатара лёгка разбіць пад высокім ціскам і зняць унутраны ціск.
(Выбуховы бак у верхняй частцы электралітычнага кандэнсатара)
Тым не менш, некаторыя кандэнсатары ў працэсе вытворчасці, націсканне верхняй канаўкі не кваліфікавана, ціск унутры кандэнсатара прымусіць ушчыльняльную гуму ў ніжняй частцы кандэнсатара выкідвацца, у гэты час ціск унутры кандэнсатара раптоўна зніжаецца, утворыцца выбух.
1, выбух непалярнага электралітычнага кандэнсатара
На малюнку ніжэй паказаны непалярны электралітычны кандэнсатар пад рукой, ёмістасцю 1000 мкФ і напругай 16 В. Пасля таго, як прыведзенае напружанне перавышае 18 В, ток уцечкі раптоўна ўзрастае, а тэмпература і ціск унутры кандэнсатара павялічваюцца. У рэшце рэшт, гумовае ўшчыльненне ў ніжняй частцы кандэнсатара лопаецца, і ўнутраныя электроды разбіваюцца, як папкорн.
(выбух непалярнага электралітычнага кандэнсатара ад перанапружання)
Прывязаўшы тэрмапару да кандэнсатара, можна вымераць працэс, пры якім тэмпература кандэнсатара змяняецца пры павелічэнні прыкладзенага напружання. На наступным малюнку паказаны непалярны кандэнсатар у працэсе павышэння напружання, калі прыкладзенае напружанне перавышае значэнне вытрымліванага напружання, унутраная тэмпература працягвае расці.
(Сувязь паміж напругай і тэмпературай)
На малюнку ніжэй паказана змяненне току, які праходзіць праз кандэнсатар падчас таго ж працэсу. Відаць, што павелічэнне сілы току з'яўляецца асноўнай прычынай павышэння ўнутранай тэмпературы. У гэтым працэсе напружанне лінейна павялічваецца, і калі ток рэзка ўзрастае, група харчавання робіць падзенне напружання. Нарэшце, калі ток перавышае 6А, кандэнсатар выбухае з гучным грукатам.
(Сувязь паміж напругай і токам)
З-за вялікага ўнутранага аб'ёму непалярнага электралітычнага кандэнсатара і колькасці электраліта ціск, які ствараецца пасля перапаўнення, велізарны, у выніку чаго рэзервуар для скіду ціску ў верхняй частцы корпуса не ламаецца, а ўшчыльняльная гума ўнізе кандэнсатара раздзімаецца.
2, выбух палярнага электралітычнага кандэнсатара
Для палярных электралітычных кандэнсатараў падаецца напружанне. Калі напружанне перавышае напружанне, якое вытрымлівае кандэнсатар, ток уцечкі таксама рэзка ўзрасце, што прывядзе да перагрэву і выбуху кандэнсатара.
На малюнку ніжэй паказаны абмежавальны электралітычны кандэнсатар, які мае ёмістасць 1000 мкФ і напружанне 16 В. Пасля перанапружання працэс унутранага ціску вызваляецца праз верхні рэзервуар для скіду ціску, таму працэс выбуху кандэнсатара пазбягае.
На наступным малюнку паказана, як змяняецца тэмпература кандэнсатара з павелічэннем прыкладзенага напружання. Калі напружанне паступова набліжаецца да напружання, якое вытрымлівае кандэнсатар, рэшткавы ток кандэнсатара павялічваецца, а ўнутраная тэмпература працягвае расці.
(Сувязь паміж напругай і тэмпературай)
Наступны малюнак - гэта змяненне току ўцечкі кандэнсатара, намінальны электралітычны кандэнсатар 16 В, у працэсе выпрабаванняў, калі напружанне перавышае 15 В, уцечка кандэнсатара пачынае рэзка расці.
(Сувязь паміж напругай і токам)
У ходзе эксперыментальнага працэсу першых двух электралітычных кандэнсатараў можна таксама ўбачыць, што мяжа напружання такіх звычайных электралітычных кандэнсатараў 1000 мкФ. Каб пазбегнуць высокавольтнага прабоя кандэнсатара, пры выкарыстанні электралітычнага кандэнсатара неабходна пакінуць дастатковы запас у адпаведнасці з фактычнымі ваганнямі напружання.
3,электралітычныя кандэнсатары паслядоўна
У адпаведных выпадках пры паралельным і паслядоўным злучэнні можна атрымаць большую ёмістасць і вялікую ёмістасць, якая вытрымлівае напружанне.
(электралітычны кандэнсатар папкорн пасля выбуху залішняга ціску)
У некаторых выпадках напружанне, якое падаецца на кандэнсатар, з'яўляецца напругай пераменнага току, напрыклад, кандэнсатары сувязі дынамікаў, кампенсацыя фазы пераменнага току, кандэнсатары са зрухам фаз рухавіка і г.д., што патрабуе выкарыстання непалярных электралітычных кандэнсатараў.
У кіраўніцтве карыстальніка некаторых вытворцаў кандэнсатараў таксама пазначана, што выкарыстанне традыцыйных палярных кандэнсатараў паслядоўна, гэта значыць два кандэнсатары паслядоўна разам, але супрацьлеглая палярнасць, каб атрымаць эфект не- палярныя кандэнсатары.
(электралітычная ёмістасць пасля выбуху перанапружання)
Ніжэй прыводзіцца параўнанне палярнага кандэнсатара пры ўжыванні прамога напружання, зваротнага напружання, двух электралітычных кандэнсатараў спіна да спіны серыі ў трох выпадках непалярнай ёмістасці, змены току ўцечкі з павелічэннем прыкладзенага напружання.
1. Прамое напружанне і ток уцечкі
Ток, які праходзіць праз кандэнсатар, вымяраецца паслядоўным злучэннем рэзістара. У межах дапушчальнага дыяпазону напружання электралітычнага кандэнсатара (1000 мкФ, 16 В) прыкладзенае напружанне паступова павялічваецца з 0 В, каб вымераць залежнасць паміж адпаведным токам уцечкі і напругай.
(ёмістасць станоўчага шэрагу)
На наступным малюнку паказана залежнасць паміж токам уцечкі і напругай палярнага алюмініевага электралітычнага кандэнсатара, якая з'яўляецца нелінейнай залежнасцю ад току ўцечкі ніжэй за 0,5 мА.
(Сувязь паміж напругай і токам пасля пярэдняй серыі)
2, зваротнае напружанне і ток уцечкі
Выкарыстоўваючы адзін і той жа ток для вымярэння ўзаемасувязі паміж прыкладзеным напрамкам напружання і токам уцечкі электралітычнага кандэнсатара, на малюнку ніжэй відаць, што калі прыведзенае зваротнае напружанне перавышае 4 В, ток уцечкі пачынае хутка расці. Зыходзячы з нахілу наступнай крывой, зваротная электралітычная ёмістасць эквівалентная супраціўленню 1 Ом.
(Адваротная сувязь напружання паміж напругай і токам)
3. Паслядоўныя кандэнсатары
Два аднолькавых электралітычных кандэнсатара (1000 мкФ, 16 В) паслядоўна злучаюцца ў непалярны эквівалентны электралітычны кандэнсатар, пасля чаго вымяраецца крывая залежнасці паміж іх напругай і токам уцечкі.
(ёмістасць серыі станоўчай і адмоўнай палярнасці)
Наступная дыяграма паказвае залежнасць паміж напругай кандэнсатара і токам уцечкі, і вы бачыце, што ток уцечкі павялічваецца пасля таго, як прыведзенае напружанне перавышае 4 В, а амплітуда току складае менш за 1,5 мА.
І гэта вымярэнне трохі дзіўна, таму што вы бачыце, што ток уцечкі гэтых двух паслядоўных кандэнсатараў спіна да спіны на самай справе большы, чым ток уцечкі аднаго кандэнсатара, калі напружанне падаецца наперад.
(Сувязь паміж напругай і токам пасля дадатнага і адмоўнага шэрагу)
Аднак па прычынах часу паўторнага тэсту на гэтую з'яву не было. Магчыма, адзін з выкарыстаных кандэнсатараў быў кандэнсатарам пры выпрабаванні зваротнага напружання, і ўнутры было пашкоджанне, таму была створана прыведзеная вышэй тэставая крывая.
Час публікацыі: 25 ліпеня 2023 г
