Mga elektroniko na capacitor

Sa pagsasagawa, ang bawat elektrisyan ay nahaharap sa gawain ng mga adapter, mga suplay ng kuryente, mga Converter ng boltahe. Sa lahat ng mga aparatong ito, ang mga electric capacitor ay malawakang ginagamit, na kadalasang tinatawag na "electrolyte" sa slang.

Ang kanilang pangunahing bentahe ay ang medyo malaking sukat ng kapasidad na may medyo maliit na sukat. Bilang karagdagan, ang kanilang produksyon ay matagal nang naitatag, at ang gastos ay medyo mababa.

Mga prinsipyo ng aparato

Ang anumang kapasitor ay binubuo ng dalawang plato, ang puwang sa pagitan ng kung saan ay puno ng isang dielectric.

Ang pormula na ipinakita sa larawan ay naaalala na ang kapasidad C ay nakasalalay sa lugar ng bawat plato S, ang distansya sa pagitan ng mga plato d at dielectric na pare-pareho ng daluyan sa loob ng mga ito. Ang halaga ε0 ay ang electric na patuloy na tumutukoy sa lakas ng larangan ng kuryente sa loob ng vacuum.

Ang electrolytic capacitor ay naiiba sa lahat ng iba na gumagamit ito ng isang electrolyte layer na pinupuno ang puwang sa pagitan ng dalawang plato, na kadalasang gawa sa mga plato ng foil. Bukod dito, ang isa sa mga ito ay natatakpan ng isang maliit na dielectric layer ng film na oxide.

Ang mga tapik ng foil ay nakatiklop nang magkasama, na pinaghiwalay ng isang manipis na pad ng papel na binabad sa electrolyte. Ang halaga nito tungkol sa 1 μm ay maaaring makabuluhang taasan ang kapasidad ng kapasitor. Sa pormula sa itaas para sa pagtukoy ng C, ang kapal ng dielectric layer d ay nasa denominator.

Ang tuktok na layer ng foil ay pinahiran ng release papel, at ang buong istraktura ay pinagsama para sa paglalagay sa isang cylindrical body.

Sa mga dulo ng foil, ang mga plato ng metal ay hinangin ng mga pamamaraan ng malamig na hinang, na nagbibigay ng mga contact para sa pagkonekta sa elektrikal na circuit bilang isang katod at anode. Dagdag pa, ang isang positibong konklusyon ay nabuo sa plato na may layer ng oxide.

Ang katod ay gumaganap ng papel ng isang electrolyte na nakikipag-ugnay sa buong ibabaw ng pangalawang plato.

Dahil ang kapasidad ng kapasitor ay nakasalalay sa lugar ng mga plato, ang isa sa mga paraan upang madagdagan ito ay kasama sa teknolohiya ng produksiyon - ito ay pag-corrugation ng ibabaw sa pamamagitan ng electrolyte ng chemical etching. Maaari itong maisagawa dahil sa pagguho ng kemikal o kaagnasan ng electrochemical.

Ang mga electrolyte ng likido ay maaasahan na dumadaloy sa nilikha na mikroskopikong recesses ng anode.

Ang isang layer ng oxide sa foil ay nilikha sa panahon ng elektrikal na oksihenasyon. Ang prosesong ito ay nangyayari kapag ang kasalukuyang daloy sa electrolyte. Ipinapakita ng larawan sa ibaba ang katangian ng kasalukuyang-boltahe, na nagpapakita ng pagbabago sa mga alon sa loob ng aparato na may pagtaas ng boltahe.

Ang kapasitor ay nagpapatakbo ng normal sa rate ng boltahe at temperatura. Kung nangyayari ang overvoltage, ang pagbuo ng layer ng oxide ay nagpapatuloy at isang malaking halaga ng init ay nagsisimula na mabuo, na humahantong sa pagbuo ng gas at isang pagtaas ng presyon sa loob ng selyadong enclosure.

Samakatuwid, ang mga electrolytic capacitor ay may kakayahang sumabog, na kadalasang nangyari sa mga lumang konstruksyon ng mga oras ng USSR, na isinasagawa sa isang solong kaso nang hindi lumilikha ng proteksyon sa pagsabog. Ang pag-aari na ito ay madalas na humantong sa pinsala sa iba pa, mga kalapit na elemento ng kagamitan.

Ang mga modernong modelo ay lumikha ng isang proteksiyon na lamad, na nawasak sa simula ng pagbuo ng gas at pinipigilan nito ang pagsabog. Ginagawa ito sa anyo ng mga notches ng mga titik na "T", "Y" o ang sign "+".

Mga uri ng Electrolytic Capacitors

Sa pamamagitan ng kanilang disenyo, ang "electrolytes" ay tumutukoy sa mga aparato ng polar, iyon ay, dapat silang gumana kapag ang kasalukuyang daloy sa isang direksyon lamang. Samakatuwid, ginagamit ang mga ito sa DC o ripple circuit circuit, na isinasaalang-alang ang direksyon ng pagpasa ng mga singil ng kuryente.

Upang gumana sa mga sinusoidal na kasalukuyang mga circuit, nilikha ang mga "non-polar electrolyte". Dahil sa mga karagdagang elemento sa disenyo, na may pantay na kapasidad, nadagdagan nila ang mga sukat at, nang naaayon, gastos.

Ang electrolyte sa pagitan ng mga plato ay maaaring magamit na puro na solusyon ng iba't ibang mga alkalis o mga acid. Ayon sa paraan ng pagpuno sa mga ito, ang mga capacitor ay nahahati sa:

• likido;

• tuyo

• metal na oksido;

• semiconductor oxide.

Bilang ang materyal ng anode, ang isang foil ng aluminyo, tantalum, niobium o sintered powder ay maaaring mapili. Para sa mga capacitor ng semiconductor ng oxide, ang katod ay isang semiconductor layer na idineposito nang direkta sa layer ng oxide.

Mga Tampok ng Operational

Ang kakayahan ng mga electrolyte na naglalabas ng mga gas sa panahon ng pag-init ay nagdidikta ng pangangailangan para sa isang kapasitor upang matiyak ang pagiging maaasahan upang lumikha ng isang margin ng rated boltahe hanggang sa 0.5 ÷ 0.6 ng halaga nito. Ito ay totoo lalo na para sa paggamit sa mga aparato na may mataas na temperatura.

Para sa mga capacitor na idinisenyo para sa operasyon sa mga circuit ng boltahe ng AC, tinukoy ang dalas ng operating. Kadalasan ito ay 50 hertz. Upang gumana na may mas mataas na mga signal ng dalas, kinakailangan upang mabawasan ang operating boltahe. Kung hindi man, ang dielectric ay magpapainit at masira, pagkawasak ng pabahay.

Ang mga elektrolisis na may isang malaking kapasidad at mababang mga butas na tumutulo ay may kakayahang pangmatagalang imbakan ng naipon na singil. Para sa mga kadahilanang pangkaligtasan, upang mapabilis ang kanilang paglabas, ang isang risistor na may pagtutol ng 1 MΩ at isang lakas ng 0.5 W ay konektado kahanay sa mga terminal.

Para sa paggamit sa mga aparato na may mataas na boltahe, ginagamit ang mga capacitor sa mga circuit ng serye. Upang maihahambing ang boltahe sa pagitan nila, ang mga resistor na may isang nominal na halaga ng 0.2 hanggang 1 MΩ ay konektado kahanay sa mga terminal ng bawat isa.

Kung kinakailangan na gumamit ng polar electrolytic capacitors sa alternating boltahe ng circuit, ang isang circuit ay tipunin kung saan ang kasalukuyang sa pamamagitan ng bawat elemento ay pumasa lamang sa isang direksyon. Para sa paggamit na ito diode at kasalukuyang naglilimita sa risistor.

Ang nasabing mga scheme ay dati nang natipon upang paikutin ang yugto ng kasalukuyang kamag-anak sa boltahe kapag nagsisimula ang malakas na three-phase asynchronous electric motor mula sa isang network na single-phase. Ngayon ang isyu na ito ay nawawala na ang dating kaugnayan nito.

Ang kawalan ng isang kasalukuyang-paglilimita ng risistor sa naturang circuit ay humahantong sa sobrang pag-init ng dielectric layer at pagkabigo ng electrolytic capacitor.

Ang likido na electrolyte ay malunod sa oras sa pamamagitan ng mga depekto sa pabahay. Dahil dito, ang kapasidad ay unti-unting nabawasan. Sa paglipas ng panahon, nakarating ito sa isang kritikal na halaga. Ang isang electrolytic capacitor na bumagsak sa operasyon ay madalas na nagiging sanhi ng pagkasira sa elektrikal na aparato.

Ang mga malfunction ng capacitor dahil sa paglabag sa katumbas na paglaban ng ESR

Ang mga electritorstic capacitor ay may isa pang teknikal na tampok na nakakaapekto sa pagganap nito sa panahon ng operasyon. Sa paglipas ng panahon, unti-unting binabawasan ng capacitor ang kondaktibiti ng elektrikal sa pagitan ng mga plato at mga terminal dahil sa patuloy na nagaganap na mga panloob na proseso ng elektrikal. Ang halaga nito ay tinatantya ng katumbas na aktibong pagtutol, na ipinapahiwatig ng index ng ESR. Sa Ruso, tinawag nila ang EPS: katumbas na serye ng paglaban.

Ang bumabangong katangian ng parasitiko na ito ay hindi nakakaapekto sa pagpapatakbo ng mga electrolyte sa mga circuit na may dalas ng hanggang sa 50 hertz, gamit ang output na paikot-ikot ng transpormer, diode na pagwawasto, at isang kapasitor upang pakinisin ang mga pulsasyon. Ngunit, sa mga aparato na gumagamit ng mga signal ng high-frequency sa loob ng paglipat ng mga suplay ng kuryente, tulad ng isang idinagdag na aktibong pagtutol sa serye sa kapasidad hindi na pinapayagan ang circuit na gumana.

Ang isang kapasitor na may pagtaas ng ERS ay hindi naiiba sa hitsura mula sa isang nagtatrabaho. Ito ay lamang na ang aktibong paglaban nito ay nagdaragdag ng higit sa isang Ohm at maaaring umabot ng hanggang sa 10 Ohms.

Mga pamamaraan ng pagpapasiya

Ang industriya ay gumagawa ng mga instrumento na nagbibigay-daan upang masukat ang halagang ito batay sa isang prototype na naimbento sa Russia noong 60s. Pinapayagan ka nitong kumuha ng mga sukat nang walang pagsingaw ng mga capacitor mula sa circuit, gumana sa prinsipyo ng mga metro ng paglaban ng tulay para sa alternatibong kasalukuyang.

Ang mga tagagawa ay lumikha ng kanilang sariling pinasimple na disenyo na nagbibigay-daan sa amin upang suriin ang kalusugan ng kapasitor ng parameter na ito batay sa pagpapasiya ng aktibong paglaban na lumampas sa 1 Ohm. Bilang isang katulad na tagapagpahiwatig, maaari kang mag-ipon ng isang simpleng aparato, na ipinapakita sa diagram.

Ang isang regular na baterya na uri ng daliri ay ginagamit upang mabigyan ito ng kapangyarihan. Ang LED ay nagpapahiwatig ng pagiging angkop ng electric capacitor ng parameter ng ERS sa pamamagitan ng paghahambing ng mga high-frequency signal sa toroidal transpormer na nagmumula sa capacitor at nabuo na oscillating circuit.

Ang imahe ng parehong pamamaraan sa isang medyo pinasimple na form ay ipinapakita sa ibaba.

Ang pagsubok kapasitor ay konektado sa isang paikot-ikot na ginawa sa isang pagliko sa isang transpormer ng isang ferromagnetic core na may isang magnetic pagkamatagusin ng pagkakasunud-sunod ng 800 ÷ 1000. Ang boltahe sa paikot-ikot na ito ay hindi lalampas sa 200 millivolts, kaya maaari mong suriin ang mga katangian ng electrolyte nang walang paghihinang mula sa board.

Ang nasabing isang tagapagpahiwatig ay hindi nangangailangan ng mga espesyal na setting. Ito ay sapat na sapat upang suriin ang glow ng LED sa control risistor ng isang oum at i-navigate ito sa mga pagsukat sa hinaharap. Ang transistor ay maaaring magamit ng sinumang may isang kolektor na kasalukuyang 100 mA at makakuha ng higit sa 50.

Ang ganitong pagsisiyasat ay hindi gagana nang tumpak sa mga capacitor na may kapasidad na mas mababa sa 100 μF.

Ionistor - supercapacitor

Ang isang uri ng kapasitor na may isang electrolyte na nagbibigay ng daloy ng mga proseso ng electrochemical ay ionistor. Ginagamit nito ang epekto ng isang dobleng layer ng kuryente na nangyayari kapag ang materyal ng lining ay nakikipag-ugnay sa electrolyte at pinagsasama ang mga pag-andar ng isang kapasitor na may isang kasalukuyang mapagkukunan ng kemikal.

Ang disenyo nito ay ipinapakita sa larawan.

Dito, ang kapal ng nabuo na dobleng layer ay napakaliit. Pinapayagan ka nitong makabuluhang taasan ang kapasidad ng ionistor. Gayundin, mas madali para sa mga capacitor na ito upang madagdagan ang lugar ng contact ibabaw ng mga plato. Ang mga ito ay ginawa mula sa mga butil na butil, halimbawa, na-activate na carbon, foamed metal.

Ang kapasidad ng ionistor ay maaaring maabot ang maraming mga pamasahe na may boltahe sa mga plato hanggang sa 10 volts. Kinukuha niya ito sa isang maikling panahon at pagkatapos ay maaasahan na ini-imbak ito. Samakatuwid, ang mga modelong ito ay ginagamit upang i-backup ang iba't ibang mga power supply.

Ang mga kondisyon ng pagpapatakbo ay lubos na nakakaapekto sa tagal ng estado ng pagpapatakbo ng ionistor. Kung ang temperatura ng operating ay hindi lalampas sa 40 degree, at ang boltahe ay 60% ng nominal, kung gayon ang mapagkukunan ay maaaring higit sa 40,000 na oras.

Kinakailangan lamang upang madagdagan ang pag-init nito sa 70 degrees, at ang boltahe - hanggang sa 80%, dahil ang buhay ng baterya ay nabawasan sa 500 oras. Ang mga Ionista ay nakakahanap ng malawak na iba't ibang mga aplikasyon sa pang-araw-araw na buhay. Nagtatrabaho sila sa mga hanay ng mga solar panel, kagamitan sa radyo ng kotse, matalinong automation sa bahay.

Ang tagagawa ng sasakyan ng South Korea na Hyundai Motor Company ay nagtatrabaho sa paggawa ng mga de-koryenteng bus na pinapagana ng mga ionistors. Ang kanilang singil ay binalak na isinasagawa sa mga maikling paghinto sa ruta ng paggalaw.

Sa core nito, ang ganitong uri ng transportasyon ay ganap na pumapalit ng troli bus, na hindi kasama ang buong network ng contact wire mula sa trabaho.

Comments

[#1 Ang iyong budhi]

Quote: "Kung kinakailangan na gumamit ng polar electrolytic capacitors sa alternating boltahe ng circuit, ang isang circuit ay tipunin kung saan ang kasalukuyang dumaan sa bawat elemento ay pumasa lamang sa isang direksyon. Para dito, ginagamit ang mga diode. ... "at saka ang larawankung saan naka-mount ang mga diode o capacitor. Ang circuit na ito ay humahantong sa pagkabigo ng mga capacitor ng polar na may pagsabog.

Pangangasiwa, tama.