1. Електролитски кондензатори
Електролитските кондензатори се кондензатори формирани од оксидацискиот слој на електродата преку дејството на електролитот како изолационен слој, кој обично има голем капацитет. Електролитот е течен, желе-сличен материјал богат со јони, а повеќето електролитски кондензатори се поларни, односно при работа, напонот на позитивната електрода на кондензаторот треба секогаш да биде поголем од негативниот напон.
Високиот капацитет на електролитските кондензатори е исто така жртвуван поради многу други карактеристики, како што се голема струја на истекување, голема еквивалентна сериска индуктивност и отпор, голема грешка на толеранција и краток век на траење.
Покрај поларните електролитски кондензатори, постојат и неполарни електролитски кондензатори. На сликата подолу, постојат два вида електролитски кондензатори од 1000uF, 16V. Меѓу нив, поголемиот е неполарен, а помалиот е поларен.
(Неполарни и поларни електролитски кондензатори)
Внатрешноста на електролитскиот кондензатор може да биде течен електролит или цврст полимер, а материјалот на електродата е најчесто алуминиум (алуминиум) или тантал (тандалум). Следново е вообичаен поларен алуминиумски електролитски кондензатор во внатрешноста на структурата, помеѓу двата слоја електроди има слој од фибер хартија натопена во електролит, плус слој од изолациона хартија претворена во цилиндар, запечатена во алуминиумска обвивка.
(Внатрешна структура на електролитски кондензатор)
Со дисекција на електролитскиот кондензатор, јасно може да се види неговата основна структура. За да се спречи испарување и истекување на електролитот, делот од пинот на кондензаторот е фиксиран со гума за запечатување.
Секако, сликата ја покажува и разликата во внатрешниот волумен помеѓу поларните и неполарните електролитски кондензатори. При ист капацитет и ниво на напон, неполарниот електролитски кондензатор е околу двојно поголем од поларниот.
(Внатрешна структура на неполарни и поларни електролитски кондензатори)
Оваа разлика главно доаѓа од големата разлика во површината на електродите во двата кондензатори. Неполарната кондензаторска електрода е лево, а поларната електрода е десно. Покрај разликата во површината, дебелината на двете електроди е исто така различна, а дебелината на поларната кондензаторска електрода е потенка.
(Електролитички кондензаторски алуминиумски лим со различна ширина)
2. Експлозија на кондензатор
Кога напонот применет од кондензаторот го надминува неговиот напон на издржување или кога поларитетот на напонот на поларниот електролитски кондензатор е обратен, струјата на истекување на кондензаторот нагло ќе се зголеми, што ќе резултира со зголемување на внатрешната топлина на кондензаторот, а електролитот ќе произведе голема количина на гас.
За да се спречи експлозија на кондензаторот, на горниот дел од куќиштето на кондензаторот се притиснати три жлебови, така што горниот дел од кондензаторот лесно се крши под висок притисок и се ослободува внатрешниот притисок.
(Резервоар за минирање на врвот од електролитски кондензатор)
Сепак, некои кондензатори во процесот на производство, притискањето на горниот жлеб не е квалификувано, притисокот во внатрешноста на кондензаторот ќе ја исфрли гумената запечатување на дното на кондензаторот, во овој момент притисокот во внатрешноста на кондензаторот одеднаш се ослободува, што ќе предизвика експлозија.
1, експлозија на неполарен електролитски кондензатор
Сликата подолу покажува неполарен електролитски кондензатор при рака, со капацитет од 1000uF и напон од 16V. Откако применетиот напон ќе надмине 18V, струјата на истекување одеднаш се зголемува, а температурата и притисокот во кондензаторот се зголемуваат. На крајот, гумената заптивка на дното на кондензаторот се распрснува, а внатрешните електроди се разбиваат како пуканки.
(пренапонско чистење на неполарни електролитски кондензатори)
Со поврзување на термопар на кондензатор, можно е да се измери процесот со кој температурата на кондензаторот се менува со зголемувањето на применетиот напон. Следната слика го прикажува неполарниот кондензатор во процесот на зголемување на напонот, кога применетиот напон ја надминува вредноста на напонот што може да се издржи, внатрешната температура продолжува да се зголемува.
(Однос помеѓу напонот и температурата)
Сликата подолу ја покажува промената на струјата што тече низ кондензаторот за време на истиот процес. Може да се види дека зголемувањето на струјата е главната причина за зголемувањето на внатрешната температура. Во овој процес, напонот линеарно се зголемува, и како што струјата нагло расте, групата за напојување предизвикува пад на напонот. Конечно, кога струјата надминува 6A, кондензаторот експлодира со силен тресок.
(Однос помеѓу напонот и струјата)
Поради големиот внатрешен волумен на неполарниот електролитски кондензатор и количината на електролит, притисокот генериран по прелевањето е огромен, што резултира со тоа што резервоарот за ослободување на притисокот на врвот од обвивката не се крши, а гумата за запечатување на дното од кондензаторот се отвора со разнесени отвори.
2, експлозија на поларен електролитски кондензатор
За поларните електролитски кондензатори се применува напон. Кога напонот ќе го надмине напонот на отпор на кондензаторот, струјата на истекување исто така нагло ќе се зголеми, предизвикувајќи прегревање и експлозија на кондензаторот.
На сликата подолу е прикажан ограничувачкиот електролитски кондензатор, кој има капацитет од 1000uF и напон од 16V. По пренапонот, процесот на внатрешен притисок се ослободува преку горниот резервоар за ослободување на притисокот, со што се избегнува процесот на експлозија на кондензаторот.
Следната слика покажува како се менува температурата на кондензаторот со зголемување на применетиот напон. Како што напонот постепено се приближува до напонот на отпор на кондензаторот, преостанатата струја на кондензаторот се зголемува, а внатрешната температура продолжува да расте.
(Однос помеѓу напонот и температурата)
Следната слика е промената на струјата на истекување на кондензаторот, номиналниот електролитски кондензатор од 16V, во процесот на тестирање, кога напонот надминува 15V, истекувањето на кондензаторот почнува нагло да расте.
(Однос помеѓу напонот и струјата)
Преку експерименталниот процес на првите два електролитски кондензатори, може да се види и границата на напонот на таквите обични електролитски кондензатори од 1000uF. За да се избегне дефект на кондензаторот поради висок напон, при употреба на електролитски кондензатор, потребно е да се остави доволно простор според реалните флуктуации на напонот.
3,електролитски кондензатори во серија
Каде што е соодветно, поголем капацитет и поголем отпорен напон на капацитетот може да се добијат со паралелно и сериско поврзување, соодветно.
(пуканки од електролитски кондензатор по експлозија на прекумерен притисок)
Во некои апликации, напонот што се применува на кондензаторот е наизменичен напон, како што се кондензаторите за спојување на звучниците, фазната компензација на наизменична струја, кондензаторите за фазно поместување на моторот итн., што бара употреба на неполарни електролитски кондензатори.
Во упатството за употреба дадено од некои производители на кондензатори, исто така е наведено дека традиционалните поларни кондензатори се користат сериски поврзани еден по друг, односно два кондензатори сериски поврзани, но со спротивен поларитет за да се добие ефектот на неполарни кондензатори.
(електролитски капацитет по експлозија на пренапон)
Следново е споредба на поларниот кондензатор во примената на директен напон, обратен напон, два електролитски кондензатори сериски поврзани еден по друг во три случаи на неполарен капацитет, струјата на истекување се менува со зголемување на применетиот напон.
1. Напон нанапред и струја на истекување
Струјата што тече низ кондензаторот се мери со сериско поврзување на отпорник. Во рамките на опсегот на толеранција на напон на електролитски кондензатор (1000uF, 16V), применетиот напон постепено се зголемува од 0V за да се измери односот помеѓу соодветната струја на истекување и напонот.
(позитивен сериски капацитет)
Следната слика ја покажува врската помеѓу струјата на истекување и напонот на поларен алуминиумски електролитски кондензатор, што е нелинеарна врска со струјата на истекување под 0,5mA.
(Односот помеѓу напонот и струјата по директната серија)
2, обратен напон и струја на истекување
Користејќи ја истата струја за мерење на врската помеѓу применетиот напон на насоката и струјата на истекување на електролитски кондензатор, од сликата подолу може да се види дека кога применетиот обратен напон надминува 4V, струјата на истекување почнува брзо да се зголемува. Од наклонот на следната крива, обратниот електролитски капацитив е еквивалентен на отпор од 1 ом.
(Обратен напон Однос помеѓу напонот и струјата)
3. Сериски кондензатори поврзани еден со друг
Два идентични електролитски кондензатори (1000uF, 16V) се поврзани грб-до-гриз сериски за да формираат неполарен еквивалентен електролитски кондензатор, а потоа се мери кривата на односот помеѓу нивниот напон и струјата на истекување.
(капацитет од серија со позитивен и негативен поларитет)
Следната дијаграма ја покажува врската помеѓу напонот на кондензаторот и струјата на истекување, и можете да видите дека струјата на истекување се зголемува откако применетиот напон ќе надмине 4V, а амплитудата на струјата е помала од 1,5mA.
И ова мерење е малку изненадувачко, бидејќи гледате дека струјата на истекување на овие два сериски кондензатори еден по друг е всушност поголема од струјата на истекување на еден кондензатор кога напонот се применува напред.
(Односот помеѓу напонот и струјата по позитивни и негативни низи)
Сепак, поради временски причини, немаше повторен тест за овој феномен. Можеби еден од кондензаторите што се користеа беше кондензаторот од тестот за обратен напон што се случи токму сега, а внатре имаше оштетување, па затоа беше генерирана горенаведената тест крива.
Време на објавување: 25 јули 2023 година
