Cum se spune polaritatea unui condensator electrolitic

Conţinut

• Determinarea polarității condensatorului
• sfaturi
• Caracteristici ale condensatorului electrolitic
• Precauții de siguranță la măsurarea capacitanței
• Simbol condensator electrolitic
• Calcularea capacității electrice
• Măsurarea experimental a capacitanței
• Aplicații la măsurarea capacitanței
• Construcția condensatorului electrolitic
• Condensatoare electrolitice din aluminiu
• Electroliți în condensatoare electrolitice din aluminiu
• Condensatori de niobiu și tantal

Condensatoarele au o varietate de proiecte pentru utilizări în aplicații de calcul și filtrarea semnalului electric în circuite. În ciuda diferențelor în modul în care au fost construite și pentru ce au fost folosite, toate funcționează prin aceleași principii electrochimice.

Atunci când inginerii le construiesc, iau în considerare cantități precum valoarea capacității, tensiunea nominală, tensiunea inversă și curentul de scurgere pentru a se asigura că sunt ideale pentru utilizările lor. Când doriți să stocați o cantitate mare de încărcare într-un circuit electric, aflați mai multe despre condensatoarele electrolitice.

Determinarea polarității condensatorului

Pentru a descoperi polaritatea condensatorului, banda de pe un condensator electrolitic vă spune finalul negativ. Pentru condensatoarele cu plumb axial (în care cablurile ies din capetele opuse ale condensatorului), poate exista o săgeată care indică capătul negativ, simbolizând fluxul de încărcare.

Asigurați-vă că știți care este polaritatea unui condensator, astfel încât să îl puteți atașa la un circuit electric în direcția corespunzătoare. Atașarea într-o direcție greșită poate provoca scurtcircuitul sau supraîncălzirea circuitului.

sfaturi

În unele cazuri, capătul pozitiv al condensatorului poate fi mai lung decât cel negativ, dar trebuie să fiți atenți la aceste criterii, deoarece mulți condensatori au tunderea lor. Un condensator de tantal poate avea uneori un semn plus (+) care indică sfârșitul pozitiv.

Unele condensatoare electrolitice pot fi utilizate într-un mod bipolar care le permite să inverseze polaritatea atunci când este nevoie. Acestea fac acest lucru prin trecerea între fluxul de încărcare printr-un circuit de curent alternativ (AC).

Unele condensatoare electrolitice sunt destinate funcționării bipolare prin metode nepolarizate. Aceste condensatoare sunt construite cu două plăci anodice care sunt conectate în polaritate inversă. În porțiuni succesive ale ciclului AC, un oxid funcționează ca un dielectric blocant. Acesta previne distrugerea curentului invers al electrolitului opus.

Caracteristici ale condensatorului electrolitic

Un condensator electrolitic folosește un electrolit pentru a crește cantitatea de capacitate sau capacitatea sa de a stoca încărcarea pe care o poate atinge. Sunt polarizate, ceea ce înseamnă că tarifele lor se aliniază într-o distribuție care le permite să stocheze tarifele. Electrolitul, în acest caz, este un lichid sau gel care are o cantitate mare de ioni care îl face să se încarce ușor.

Atunci când condensatoarele electrolitice sunt polarizate, tensiunea sau potențialul de pe borna pozitivă este mai mare decât cea negativă, permițând încărcării să curgă liber în întregul condensator.

Când condensatorul este polarizat, este marcat în general cu un minus (-) sau un plus (+) pentru a indica capetele negative și pozitive. Acordați o atenție deosebită, deoarece, dacă conectați un condensator într-un circuit în mod greșit, acesta poate scurtcircuita, ca și în, un curent atât de mare prin condensator, care îl poate deteriora definitiv.

Deși o capacitate mare permite condensatoarelor electrolitice să stocheze cantități mai mari de sarcină, ei pot fi supuși curenților de scurgere și pot să nu îndeplinească toleranțele corespunzătoare de valoare, cantitatea pe care o capacitanță este permisă să varieze în scopuri practice. Anumiți factori de proiectare pot, de asemenea, să limiteze durata de viață a condensatoarelor electrolitice dacă condensatoarele sunt predispuse la a fi uzate ușor după utilizarea repetată.

Datorită acestei polarități a unui condensator electrolitic, acestea trebuie să fie părtinitoare înainte. Aceasta înseamnă că capătul pozitiv al condensatorului trebuie să fie la o tensiune mai mare decât cea negativă, astfel încât încărcarea să curgă prin circuit de la capătul pozitiv la capătul negativ.

Atașarea unui condensator la un circuit în direcția greșită poate deteriora materialul cu oxid de aluminiu care izolează condensatorul sau scurtcircuitul. De asemenea, poate provoca supraîncălzire, astfel încât electrolitul se încălzește prea mult sau scurgerile.

Precauții de siguranță la măsurarea capacitanței

Înainte de a măsura capacitanța, trebuie să fiți conștienți de măsurile de siguranță atunci când utilizați un condensator. Chiar și după ce înlăturați puterea dintr-un circuit, este posibil ca un condensator să rămână sub tensiune. Înainte de a-l atinge, confirmați că toată puterea circuitului este oprită folosind un multimetru pentru a confirma că puterea este oprită și că ați descărcat condensatorul conectând o rezistență la cablurile condensatoarelor.

Pentru a descărca un condensator în siguranță, conectați o rezistență de 5 wați la bornele condensatorilor timp de cinci secunde. Utilizați multimetrul pentru a confirma oprirea. Verificați constant condensatorul pentru scurgeri, fisuri și alte semne de uzură.

Simbol condensator electrolitic

••• Syed Hussain Ather

Simbolul condensatorului electrolitic este simbolul general pentru un condensator. Condensatoarele electrolitice sunt prezentate în diagrame de circuite, așa cum se arată în figura de mai sus pentru stilurile europene și americane. Semnele plus și minus indică terminalele pozitive și negative, anodul și catodul.

Calcularea capacității electrice

Deoarece capacitanța este o valoare intrinsecă unui condensator electrolitic, o puteți calcula în unități de faradă ca C = ε_r ε₀ Anunț pentru zona de suprapunere a celor două plăci A in m², ε_r ca constantă dielectrică fără dimensiune a materialului, ε₀ ca constantă electrică în farads / metru și d ca separarea dintre plăci în metri.

Măsurarea experimental a capacitanței

Puteți utiliza un multimetru pentru a măsura capacitatea. Multimetrul funcționează prin măsurarea curentului și a tensiunii și folosirea acelor două valori pentru a calcula capacitatea. Setați multimetrul la modul de capacitate (indicat de obicei printr-un simbol de capacitate).

După ce condensatorul a fost conectat la circuit și i s-a acordat suficient timp pentru a se încărca, deconectați-l de la circuit urmând precauțiile de siguranță care tocmai au fost descrise.

Conectați cablurile condensatorului la bornele multimetrului. Puteți utiliza un mod relativ pentru a măsura capacitatea cablurilor de testare unele față de altele. Acest lucru poate fi util pentru valori mici de capacitanță care pot fi mai dificil de detectat.

Încercați să utilizați diferite intervale de capacitate până când găsiți o citire exactă pe baza configurației circuitului electric.

Aplicații la măsurarea capacitanței

Inginerii folosesc multimetri pentru a măsura frecvent capacitatea pentru motoare monofazate, echipamente și mașini de dimensiuni mici pentru aplicații industriale. Motoarele monofazate funcționează prin crearea unui flux alternativ în înfășurarea statorică a motorului. Astfel, curentul alternează în direcție, în timp ce curge prin înfășurarea statorului, așa cum este guvernat de legile și principiile inducției electromagnetice.

Condensatoarele electrolitice, în special, sunt mai bune pentru utilizări de capacitate ridicată, cum ar fi circuite de alimentare și plăci de bază pentru computere.

Curentul indus din motor produce apoi propriul flux magnetic în opoziție cu fluxul înfășurării statorului. Deoarece motoarele monofazate pot fi supuse supraîncălzirii și altor probleme, este necesar să le verificați capacitatea și capacitatea de a lucra folosind multimetri pentru a măsura capacitatea.

Defecțiunile condensatoarelor pot limita durata de viață a acestora. Condensatoarele cu scurtcircuit pot chiar deteriora părți ale acestuia astfel încât să nu mai funcționeze.

Construcția condensatorului electrolitic

Inginerii construiesc condensatoare electrolitice din aluminiu folosind folii de aluminiu și distanțiere de hârtie, dispozitive care produc fluctuații de tensiune pentru a preveni vibrațiile dăunătoare, care sunt înmuiate în fluidul electrolitic. În mod obișnuit, acestea acoperă una dintre cele două folii de aluminiu cu un strat de oxid la anodul condensatorului.

Oxidul din această parte a condensatorului face ca materialul să piardă electroni în timpul procesului de încărcare și depozitare a încărcăturii. La catod, materialul câștigă electroni în timpul procesului de reducere a construcției condensatorului electrolitic.

Apoi, producătorii continuă să stiveze hârtia îmbibată cu electrolit cu catodul, conectându-le între ele într-un circuit electric și rulându-le într-o carcasă cilindrică care este conectată la circuit. Inginerii aleg, în general, să aranjeze hârtia fie în direcție axială, fie radială.

Condensatoarele axiale sunt realizate cu câte un pin la fiecare capăt al cilindrului, iar desenele radiale folosesc ambii pini pe aceeași parte a carcasei cilindrice.

Zona plăcii și grosimea electrolitică determină capacitatea și permit condensatoarele electrolitice să fie candidații ideali pentru aplicații precum amplificatoare audio. Condensatoarele electrolitice din aluminiu sunt utilizate la surse de alimentare, plăci de bază pentru computer și echipamente casnice.

Aceste caracteristici permit condensatoarelor electrolitice să stocheze mult mai multă încărcare decât alte condensatoare. Condensatoarele cu două straturi, sau supercapacitoarele, pot realiza chiar și capacități de mii de faraduri.

Condensatoare electrolitice din aluminiu

Condensatoarele electrolitice din aluminiu folosesc materialul solid din aluminiu pentru a crea o „supapă“, astfel încât o tensiune pozitivă în lichidul electrolitic îi permite să formeze un strat de oxid care acționează ca un dielectric, un material izolant care poate fi polarizat pentru a împiedica curgerea sarcinilor. Inginerii creează aceste condensatoare cu un anod din aluminiu. Acest lucru este utilizat pentru a realiza straturile condensatorului și ideal pentru stocarea încărcăturii. Inginerii folosesc dioxid de mangan pentru a crea catodul.

Aceste tipuri de condensatoare electrolitice pot fi defalcate în continuare tip folie subțire simplă și tip folie gravată. Tipurile de folie simplă sunt cele care tocmai au fost descrise în timp ce condensatoarele tip folie gravate folosesc oxid de aluminiu pe anod și folii catodice care au fost gravate pentru a crește suprafața și permisivitatea, măsura capacității materialelor de a stoca sarcina.

Acest lucru mărește capacitatea, dar împiedică și capacitatea materialelor de a tolera curenți direcți mari (DC), tipul de curent care circulă într-o singură direcție într-un circuit.

Electroliți în condensatoare electrolitice din aluminiu

Tipurile de electroliți folosiți în condensatoarele de aluminiu pot diferi între dioxidul de mangan solid și polimerul solid. Electroliții nonsolid, sau lichizi, sunt utilizați frecvent, deoarece sunt relativ ieftine și se potrivesc unei varietăți de dimensiuni, capacități și valori de tensiune. Cu toate acestea, au pierderi mari de energie atunci când sunt utilizate în circuite. Etilenglicolul și acizii borici alcătuiesc electroliții lichizi.

Alți solvenți precum dimetilformamida și dimetilacetamida pot fi dizolvați în apă pentru utilizare. Aceste tipuri de condensatoare pot utiliza, de asemenea, electroliți solizi, cum ar fi dioxidul de mangan sau un electrolit polimer solid. Dioxidul de mangan este, de asemenea, rentabil și fiabil la temperaturi și valori de umiditate mai ridicate. Au un curent de scurgere continuu mai redus și o cantitate mare de conductivitate electrică.

Electroliții sunt aleși pentru a rezolva problemele factorilor mari de disipare, precum și pierderilor generale de energie ale condensatoarelor electrolitice.

Condensatori de niobiu și tantal

Condensatorul de tantal este utilizat mai ales în dispozitivele de montare pe suprafață în aplicații de calcul, precum și în echipamente militare, medicale și spațiale.

Materialul de tantal al anodului îi permite să se oxideze cu ușurință la fel ca condensatorul din aluminiu și îi permite, de asemenea, să profite de conductivitatea crescută atunci când pulberea de tantal este presată pe un fir conductor. Oxidul se formează apoi la suprafață și în cavitățile din material. Acest lucru creează o suprafață mai mare pentru o capacitate crescută de a stoca încărcarea cu o permisivitate mai mare decât aluminiul.

Condensatoarele pe bază de niobiu utilizează o masă dintr-un material în jurul unui conductor de sârmă care folosește oxidarea pentru a crea un dielectric. Aceste dielectrice au o permisibilitate mai mare decât condensatoarele de tantal, dar folosesc mai mult o grosime dielectrică pentru o rată de tensiune dată. Acești condensatori au fost folosiți mai frecvent recent, deoarece condensatoarele de tantal au devenit mai scumpe.