1. Elektrolüütkondensaatorid
Elektrolüütkondensaatorid on kondensaatorid, mis moodustuvad elektroodil olevast oksüdatsioonikihist elektrolüüdi kui isolatsioonikihi toimel ja millel on tavaliselt suur võimsus. Elektrolüüt on vedel, iooniderikas tarretisesarnane materjal ja enamik elektrolüütkondensaatoreid on polaarsed, see tähendab, et töötamise ajal peab kondensaatori positiivse elektroodi pinge olema alati kõrgem kui negatiivne pinge.
Elektrolüütkondensaatorite suur võimsus on ohverdatud ka paljude muude omaduste tõttu, nagu suur lekkevool, suur samaväärne jadainduktiivsus ja takistus, suur tolerantsiviga ja lühike eluiga.
Lisaks polaarsetele elektrolüütkondensaatoritele on olemas ka mittepolaarsed elektrolüütkondensaatorid. Alloleval joonisel on kahte tüüpi 1000uF, 16V elektrolüütkondensaatoreid. Nende hulgas on suurem mittepolaarne ja väiksem on polaarne.
(Mittepolaarsed ja polaarsed elektrolüütkondensaatorid)
Elektrolüütkondensaatori sisemus võib olla vedel elektrolüüt või tahke polümeer ning elektroodi materjal on tavaliselt alumiinium (alumiinium) või tantaal (tandaal). Järgnevalt on konstruktsiooni sees tavaline polaarne alumiiniumist elektrolüütkondensaator, kahe elektroodide kihi vahel on elektrolüüdis immutatud kiudpaberi kiht pluss silindriks muudetud isoleerpaberi kiht, mis on suletud alumiiniumkesta sisse.
(Elektrolüütkondensaatori sisemine struktuur)
Elektrolüütkondensaatorit lahkades on selgelt näha selle põhistruktuur. Elektrolüüdi aurustumise ja lekke vältimiseks kinnitatakse kondensaatori tihvti osa tihenduskummiga.
Loomulikult on joonisel näha ka polaarsete ja mittepolaarsete elektrolüütkondensaatorite sisemahu erinevus. Sama võimsuse ja pingetaseme korral on mittepolaarne elektrolüütkondensaator umbes kaks korda suurem kui polaarne.
(Mittepolaarsete ja polaarsete elektrolüütkondensaatorite sisemine struktuur)
See erinevus tuleneb peamiselt kahe kondensaatori sees olevate elektroodide pindalade suurest erinevusest. Mittepolaarne kondensaatori elektrood on vasakul ja polaarne elektrood paremal. Lisaks pindala erinevusele on ka kahe elektroodi paksus erinev ja polaarkondensaatori elektroodi paksus on õhem.
(Erineva laiusega elektrolüütkondensaatori alumiiniumleht)
2. Kondensaatori plahvatus
Kui kondensaatori poolt rakendatav pinge ületab selle vastupidavuspinge või kui polaarse elektrolüütkondensaatori pinge polaarsus on vastupidine, suureneb kondensaatori lekkevool järsult, mille tulemuseks on kondensaatori ja elektrolüüdi sisesoojuse suurenemine. toodab suures koguses gaasi.
Kondensaatori plahvatuse vältimiseks on kondensaatori korpuse ülaossa surutud kolm soont, nii et kondensaatori ülaosa on kõrge rõhu all kerge murda ja siserõhk vabastada.
(Lõhkamispaak elektrolüütkondensaatori ülaosas)
Kuid mõned tootmisprotsessis olevad kondensaatorid, ülemise soone pressimine ei ole kvalifitseeritud, kondensaatori sees olev rõhk paneb kondensaatori põhjas oleva tihenduskummi väljuma, sel ajal vabaneb kondensaatori sees olev rõhk ootamatult. plahvatus.
1, mittepolaarne elektrolüütkondensaatori plahvatus
Alloleval joonisel on käepärast mittepolaarne elektrolüütkondensaator, mille võimsus on 1000uF ja pinge 16V. Kui rakendatud pinge ületab 18 V, suureneb lekkevool järsult ning temperatuur ja rõhk kondensaatoris tõusevad. Lõpuks puruneb kondensaatori põhjas olev kummitihend ja sisemised elektroodid purustatakse lahti nagu popkorn.
(mittepolaarne elektrolüütkondensaatori ülepinge lõhkamine)
Sidudes termopaari kondensaatori külge, on võimalik mõõta protsessi, mille käigus kondensaatori temperatuur muutub rakendatava pinge kasvades. Järgmisel joonisel on kujutatud mittepolaarset kondensaatorit pinge suurenemise protsessis, kui rakendatud pinge ületab vastupidavuspinge väärtuse, jätkab sisetemperatuuri tõusu protsess.
(Pinge ja temperatuuri vaheline seos)
Alloleval joonisel on näidatud sama protsessi käigus kondensaatorit läbiva voolu muutus. On näha, et sisetemperatuuri tõusu peamiseks põhjuseks on voolu suurenemine. Selle protsessi käigus suurendatakse pinget lineaarselt ja voolu järsu tõusuga põhjustab toiteallika grupp pingelanguse. Lõpuks, kui vool ületab 6A, plahvatab kondensaator valju pauguga.
(Pinge ja voolu vaheline seos)
Mittepolaarse elektrolüütkondensaatori suure sisemahu ja elektrolüüdi hulga tõttu on pärast ülevoolu tekkiv rõhk tohutu, mistõttu ei purune kesta ülaosas olev rõhulangetuspaak ja põhjas olev tihenduskumm kondensaator on lahti puhutud.
2, polaarne elektrolüütkondensaatori plahvatus
Polaarsete elektrolüütkondensaatorite puhul rakendatakse pinget. Kui pinge ületab kondensaatori vastupidavuspinget, tõuseb järsult ka lekkevool, mis põhjustab kondensaatori ülekuumenemise ja plahvatuse.
Alloleval joonisel on kujutatud piirav elektrolüütkondensaator, mille võimsus on 1000uF ja pinge 16V. Pärast ülepinget vabastatakse siserõhuprotsess ülemise rõhualanduspaagi kaudu, nii et kondensaatori plahvatusprotsess välditakse.
Järgmisel joonisel on näidatud, kuidas kondensaatori temperatuur muutub rakendatava pinge suurenemisel. Kui pinge läheneb järk-järgult kondensaatori vastupidavuspingele, suureneb kondensaatori jääkvool ja sisetemperatuur jätkab tõusmist.
(Pinge ja temperatuuri vaheline seos)
Järgmisel joonisel on kondensaatori, nimipingega 16V elektrolüütkondensaatori lekkevoolu muutus katseprotsessis, kui pinge ületab 15V, hakkab kondensaatori leke järsult tõusma.
(Pinge ja voolu vaheline seos)
Kahe esimese elektrolüütkondensaatori eksperimentaalse protsessi kaudu on ka näha, et selliste 1000uF tavaliste elektrolüütkondensaatorite pingepiirang. Vältimaks kondensaatori kõrgepinge purunemist, tuleb elektrolüütkondensaatori kasutamisel jätta piisavalt varu vastavalt tegelikele pingekõikumistele.
3,elektrolüütkondensaatorid järjestikku
Vajadusel saab paralleel- ja jadaühenduse abil saada suurema mahtuvuse ja suurema mahtuvuse pinge.
(elektrolüütkondensaatori popkorn pärast ülerõhu plahvatust)
Mõnes rakenduses on kondensaatorile rakendatav pinge vahelduvpinge, näiteks kõlarite ühenduskondensaatorid, vahelduvvoolu faasikompenseerimine, mootori faasinihke kondensaatorid jne, mis nõuavad mittepolaarsete elektrolüütkondensaatorite kasutamist.
Mõnede kondensaatorite tootjate antud kasutusjuhendis on ka märgitud, et traditsiooniliste polaarkondensaatorite kasutamine järjestikku, st kaks kondensaatorit järjestikku koos, kuid polaarsus on vastupidine, et saavutada mitte- polaarkondensaatorid.
(elektrolüütiline mahtuvus pärast ülepinge plahvatust)
Järgnevalt võrreldakse polaarkondensaatorit päripinge, pöördpinge, kahe elektrolüütkondensaatori vastassuunalise seeria rakendamisel kolmeks mittepolaarse mahtuvuse juhtumiks, lekkevoolu muutused koos rakendatud pinge suurenemisega.
1. Pöördepinge ja lekkevool
Kondensaatorit läbivat voolu mõõdetakse takisti jadamisi ühendamisega. Elektrolüütkondensaatori pingetaluvuse vahemikus (1000uF, 16V) suurendatakse rakendatavat pinget järk-järgult 0 V-lt, et mõõta vastava lekkevoolu ja pinge vahelist seost.
(positiivne jada mahtuvus)
Järgmine joonis näitab polaarse alumiiniumist elektrolüütkondensaatori lekkevoolu ja pinge vahelist seost, mis on mittelineaarne seos lekkevooluga, mis on alla 0,5 mA.
(Pinge ja voolu suhe pärast pärisuunalist seeriat)
2, vastupidine pinge ja lekkevool
Kasutades sama voolu rakendatud suunapinge ja elektrolüütkondensaatori lekkevoolu vahelise seose mõõtmiseks, on allolevalt jooniselt näha, et kui rakendatud vastupidine pinge ületab 4 V, hakkab lekkevool kiiresti kasvama. Järgmise kõvera kaldest lähtudes on vastupidine elektrolüütiline mahtuvus võrdne takistusega 1 oomi.
(Tagurpidi pinge Seos pinge ja voolu vahel)
3. Tagaküljega järjestikused kondensaatorid
Kaks identset elektrolüütkondensaatorit (1000uF, 16V) ühendatakse järjestikku, et moodustada mittepolaarne ekvivalentne elektrolüütkondensaator ning seejärel mõõdetakse nende pinge ja lekkevoolu seose kõver.
(positiivse ja negatiivse polaarsusega jada mahtuvus)
Järgmine diagramm näitab kondensaatori pinge ja lekkevoolu suhet ning näete, et lekkevool suureneb pärast seda, kui rakendatud pinge ületab 4 V ja voolu amplituud on alla 1,5 mA.
Ja see mõõtmine on veidi üllatav, sest näete, et nende kahe vastassuunalise jadakondensaatori lekkevool on tegelikult suurem kui ühe kondensaatori lekkevool, kui pinge suunatakse edasi.
(Pinge ja voolu suhe pärast positiivseid ja negatiivseid seeriaid)
Kuid ajalistel põhjustel selle nähtuse korduvat testi ei tehtud. Võib-olla oli üks kasutatud kondensaator just praegu pöördpinge testimise kondensaator ja sees oli kahjustus, mistõttu tekkis ülaltoodud katsekõver.
Postitusaeg: 25. juuli 2023
