Nuolatiniai kondensatoriai– talpa nesikeičia (tik pasibaigus tarnavimo laikui). Žėručiai gaminami su folijos pamušalu.
Keramika– iš keramikos pagamintos plokštės, diskai ar vamzdeliai su metaliniais elektrodais. Apsaugai jie dengiami emaliais arba uždaromi į specialius gaubtus, naudojami kaip kontūras, atskyrimas, blokavimas ir kt.
Stiklas– monolitiniai sukepinti blokeliai, pagaminti iš kintamų stiklo plėvelės ir Al folijos sluoksnių. Korpusas pagamintas iš to paties stiklo.
Stiklo keramika- tie patys stikliniai, bet dielektrikas yra stiklas su priedais iš to paties stiklo.
Stiklo emalis– dielektrikas yra stiklinis emalis, o plokštelės – sidabro sluoksniai.
Metalas-popierius– dielektrikas (lakuotas kondensatorinis popierius), plokštelės – ploni metalo sluoksniai (mažiau nei mikrometras), užtepti ant popieriaus iš vienos pusės. Korpusas cilindrinis Al, galai sandarinti epoksidine derva (HF plėvele).
Plėvelė ir metalinė plėvelė– dielektrinis (plėvelė iš plastiko, polistireno, fluoroplastiko ir kt.) ir pamušalas (ant plėvelės užtepta metalinė folija arba plonas metalo sluoksnis).
Elektrinis ir oksidinis puslaidininkis: dielektrikas – oksido sluoksnis ant metalo, kuris yra viena iš plokščių (anodas). Antroji plokštė (katodas) yra elektrolito arba puslaidininkio sluoksnis, nusodintas tiesiai ant oksido sluoksnio. Anodai pagaminti iš Al, tantalo arba niobio folijos. Šie kondensatoriai naudojami tik nuolatinės arba pulsuojančios srovės tikslams, nes... laidumas priklauso nuo taikomos įtampos poliškumo.
Jie daugiausia naudojami lygintuvų įtaisų filtruose, garso dažnių grandinėse ir garso dažnio stiprintuvuose.
Sandarus žėručio kondensatorius stiklo-metalo tipo korpuse<<СГМ>> montuoti ant sienos.
Pagal dielektriko tipą jie skiriasi:
*vakuuminiai kondensatoriai (plokštės be dielektriko yra vakuume);
*kondensatoriai su dujinis dielektrinis;
*kondensatoriai su skystis dielektrinis;
*kondensatoriai su kietu neorganiniu dielektriku: stiklo(stiklo emalis, stiklo keramika, stiklo plėvelė) žėručio, keraminė, plonasluoksnė, iš neorganinių plėvelių;
*kondensatoriai su kietu organiniu dielektriku: popierius, metalas-popierius, plėvelė, kombinuotas - popierinis-plėvelė, plonasluoksnis organinis sintetinės plėvelės;
*elektrolitiniai ir oksidiniai puslaidininkiniai kondensatoriai. Tokie kondensatoriai nuo visų kitų tipų skiriasi pirmiausia savo didele specifine talpa. Naudojamas kaip dielektrikas oksidas sluoksnis ant metalo anodas. Antras viršelis ( katodas) tai arba elektrolitas(elektrolitiniuose kondensatoriuose) arba sluoksniu puslaidininkis(oksidiniame puslaidininkyje), dedamas tiesiai ant oksido sluoksnio. Anodas pagamintas, priklausomai nuo kondensatoriaus tipo, iš aliuminio, tantalo folija arba sukepinti milteliai.
*kietieji kondensatoriai– vietoj tradicinio skysto elektrolito naudojamas specialus laidus organinis polimeras arba polimerizuotas organinis puslaidininkis. MTBF – 50 000 valandų esant 85°C temperatūrai, šiek tiek priklauso nuo temperatūros. Jie nesprogsta.
Šiuolaikiniai kondensatoriai sunaikinami be sprogimo dėl specialios viršutinio dangčio sprogimo konstrukcijos. Sunaikinimas galimas dėl eksploatavimo sąlygų pažeidimo arba senėjimo.
Kondensatoriai su suplyšusiu dangteliu praktiškai neveikia ir juos reikia pakeisti, o jei jis tiesiog išsipūtęs, bet dar nesuplyšęs, greičiausiai jis greitai suges arba pasikeis parametrai, todėl jo naudojimas taps neįmanomas.
Daugelis oksidinių dielektrinių kondensatorių ( elektrolitinis) veikia tik esant teisingam įtampos poliškumui dėl elektrolito sąveikos su dielektriku cheminių savybių. At atvirkštinis poliškumasĮtampa elektrolitiniai kondensatoriai paprastai sugenda dėl cheminio dielektriko sunaikinimo, vėliau didėjant srovei, virinant elektrolitas viduje ir dėl to su tikimybe sprogimas korpusai.
Elektrolitinių kondensatorių sprogimai yra gana dažnas reiškinys. Pagrindinė sprogimų priežastis yra kondensatoriaus perkaitimas, kurį dažniausiai sukelia nuotėkis arba ekvivalento padidėjimas. serijos atsparumas dėl senėjimo (aktualu impulsiniai prietaisai). Šiuolaikiniuose kompiuteriuose kondensatoriai taip pat perkaista bendra priežastis jų gedimas, kai jie stovi šalia padidėjusios šilumos gamybos šaltinių (aušinimo radiatorių).
Siekiant sumažinti žalą aplinkiniams ir personalo sužalojimus, šiuolaikiniuose didelės talpos kondensatoriuose yra sumontuotas vožtuvas arba padaryta įpjova ant korpuso (dažnai galite pamatyti X, K arba E raidės gale, kartais įjungta dideli kondensatoriai jis padengtas plastiku).
Padidėjus vidiniam slėgiui, vožtuvas atsidaro arba korpusas griūva išilgai įpjovos, išgaravęs elektrolitas išeina šarminių dujų, o kartais net skysčio pavidalu, o slėgis krenta be sprogimo ar skeveldrų.
Seni elektrolitiniai kondensatoriai buvo gaminami sandariame korpuse ir neturėjo jokios apsaugos nuo sprogimo. Kūno dalių sprogstamoji jėga gali būti gana didelė ir sužaloti žmogų.
Skirtingai nuo elektrolitinių, oksidinių puslaidininkinių (tantalo) kondensatorių sprogimo pavojus kyla dėl to, kad toks kondensatorius iš tikrųjų yra sprogus mišinys: tantalas tarnauja kaip kuras, o mangano dioksidas – kaip oksidatorius, ir abu šie komponentai yra sumaišyti. smulkių miltelių pavidalo kondensatoriaus konstrukcijoje. Kai kondensatorius sugenda arba kai jis netyčia apverčiamas, srovės tekėjimo metu išsiskirianti šiluma tarp šių komponentų pradeda reakciją, kuri įvyksta kaip stiprus blyksnis su trenksmu, kurį lydi kibirkščių ir skeveldrų sklaida. būsto. Tokio sprogimo jėga yra gana didelė, ypač dideliems kondensatoriams, ir gali sugadinti ne tik gretimus radijo elementus, bet ir plokštę. Jei keli kondensatoriai yra išdėstyti glaudžiai vienas šalia kito, gretimų kondensatorių korpusai gali perdegti, o tai vienu metu sukelia visos grupės sprogimą.
Be to, kondensatoriai skiriasi galimybe keisti savo pajėgumą:
*nuolatiniai kondensatoriai – pagrindinės klasės kondensatorių, kurie nekeičia savo talpos (išskyrus per eksploatavimo laiką);
* kintamieji kondensatoriai – kondensatoriai, leidžiantys keisti talpą įrangos veikimo metu. Talpykla gali būti valdoma mechaniškai, elektros įtampa ir temperatūra. Naudojamas, pavyzdžiui, in radijo imtuvai reguliuoti rezonansinio kontakto dažnį;
*trimerio kondensatoriai– kondensatoriai, kurių talpa keičiasi vienkartinio periodinio reguliavimo metu ir nekinta eksploatuojant įrangą. Jie naudojami derinant ir išlyginant pradines jungiamųjų grandinių talpas, periodiškai derinant ir reguliuoti grandinės grandines, kai reikalingas nedidelis talpos pokytis.
Pagal paskirtį kondensatoriai gali būti skirstomi į bendruosius ir bendruosius. specialus tikslas. Kondensatoriai Pagrindinis tikslas yra naudojami beveik daugelyje įrangos tipų ir klasių. Tradiciškai tai apima dažniausiai naudojamus žemos įtampos kondensatorius, kuriems netaikomi specialūs reikalavimai. Visi kiti kondensatoriai yra ypatingas. Tai apima aukštos įtampos, impulsų, triukšmo slopinimą, dozimetrinis, paleidimo ir kiti kondensatoriai.
Kondensatoriai taip pat išsiskiria savo plokščių forma: plokščia, cilindrine, sferine ir kt.
Keraminiai kondensatoriai yra natūralus beveik bet kurio elementas elektroninė grandinė. Jie naudojami ten, kur galima dirbti su besikeičiančio poliškumo signalais, geros dažnio charakteristikos, maži nuostoliai, mažos nuotėkio srovės, mažos matmenys ir maža kaina. Ten, kur šie reikalavimai susikerta, jie praktiškai nepakeičiami. Tačiau problemos, susijusios su jų gamybos technologija, šio tipo kondensatorius išstūmė į mažos talpos įrenginių nišą.
Tantalo kondensatoriai padengtas mangano dioksidu (MnO 2). Tantalo kondensatoriai turi geriausiomis savybėmis nei aliuminio, nes naudojama brangesnė technologija. Jie naudoja sausą elektrolitą, todėl nėra linkę „išdžiūti“ aliuminio kondensatorių. Jie taip pat turi mažesnę aktyviąją varžą esant aukštiems dažniams (100 kHz), o tai svarbu naudojant perjungiant maitinimo šaltinius. Terminis stabilumas: temperatūrų diapazone nuo – 55°C iki +125°C talpa keičiasi maždaug nuo +15% iki –15%. Jų nuotėkio srovės yra maždaug tokios pačios kaip ir tos pačios klasės aliuminio. Tantalo trūkumas kondensatoriai yra santykinai didelis talpos sumažėjimas didėjant dažniui ir padidėjęs jautrumas viršįtampai ir viršįtampai, dėl ko rekomenduojama naudoti dvigubą darbinės įtampos atsargą, taip pat užtikrinti stabilų darbą esant aukštesnei nei 85°C temperatūrai. Esant labai didelėms įkrovimo srovėms, kai įjungta, gali atsirasti trumpasis jungimas, kartu su ryškiai balta blykste ir dūmais.
Tantalo kondensatoriai su polimerine danga, skirta paviršinis montavimas, sujungti didelė talpa tantalo kondensatoriai su dideliu šiuolaikinių polimerinių medžiagų laidumu.
Polimerinis aliuminis kondensatoriai turi geras charakteristikas esant galios keitiklio veikimo dažniams. Jie turi geros savybės viršįtampio įtampa ir gali būti naudojamas esant dokumentuotai įtampai.
Kaip atsirado tantalo technologijos patobulinimai niobio kondensatoriai. Panašiomis sąlygomis jie turi šiek tiek ilgesnį išteklių. Pavyzdžiui, esant 85°C temperatūrai aliuminio kondensatoriai turi nuo 8 iki 25 tūkstančių darbo valandų, tantalo - 100 tūkstančių valandų, o niobio - nuo 200 iki 500 tūkstančių valandų (per metus nepertraukiamo veikimo - apie 8200 valandų) Yra senų (80486, Pentium I) plokščių niobio kondensatorių gausa, kai kurie nepoliniai. Niobis kartais būna oranžinės spalvos, kartais mėlynos spalvos „lašeliai“, bet su švinu.
Elektrolitinis kondensatorius yra kondensatorius, kuriame dielektrikas yra metalo oksido sluoksnis ant anodo, o katodas yra elektrolitas. Rezultatas – labai didelė talpa esant santykinai aukštai darbinei įtampai. Tai lemia didelį šio tipo gaminio populiarumą.
Elektrolitinių kondensatorių atsiradimo istorija
Kai kurių metalų elektrocheminės oksidacijos poveikį 1875 m. atrado prancūzų mokslininkas Eugenas Adrienas Ducretet, naudodamas tantalo, niobio, cinko, mangano, titano, kadmio, stibio, bismuto, aliuminio ir kai kurių kitų medžiagų pavyzdį. Esmė ta, kad įjungus kaip anodą (teigiamas maitinimo šaltinio polius), ant paviršiaus išaugo oksido sluoksnis su vožtuvo savybėmis. Tiesą sakant, susidaro savotiškas Šotkio diodas, o kai kuriuose darbuose aliuminio oksidui priskiriamas n tipo laidumas.
Tai reiškia, kad kontaktinis taškas turi tiesinimo savybių. Dabar galime nesunkiai numanyti toliau, jei prisiminsime Šotkio barjero savybes. Tai visų pirma žemos įtampos kritimas, kai įjungiamas į priekį. Bet ką reiškia žemas? Kalbant apie kondensatorius, tai bus reikšminga suma. Kalbant apie elektrolitinių kondensatorių vėl įjungimą, daugelis girdėjo apie tokių eksperimentų pavojų. Faktas yra tas, kad Schottky barjeras turi dideles nuotėkio sroves, dėl kurių oksido sluoksnis iškart pradeda irti. Tačiau šiuo atveju svarbus vaidmuo tenka ir tunelio gedimui. Nutekėjimas cheminė reakcija kartu su dujų išsiskyrimu, dėl kurio atsiranda neigiamas poveikis. Teoretikai taip sako minėtas reiškinys taip pat sukelia šilumos išsiskyrimą.
Elektrolitinio kondensatoriaus išradimo metai vadinami 1896-aisiais, kai sausio 14 dieną Karolis Pollakas pateikė paraišką Frankfurto patentų biurui. Taigi ant elektrolitinio kondensatoriaus anodo, veikiant teigiamam potencialui, auga oksido sluoksnis. Šis procesas vadinamas formavimu ir sąlygomis šiuolaikinė plėtra technika trunka valandas ir net dienas. Dėl tos pačios priežasties eksploatacijos metu oksido sluoksnio augimas ar irimas yra nematomas. Naudojami elektrolitiniai kondensatoriai elektros grandinės kurių dažnis yra iki 30 kHz, o tai reiškia, kad srovės krypties keitimo laikas yra dešimtys mikrosekundžių. Per šį laikotarpį oksido plėvelei nieko neatsitiks.
Kurį laiką vidaus praktikoje elektrolitinių kondensatorių pramoninė gamyba nebuvo ekonomiškai pelninga. Iki to, kad moksliniuose žurnaluose buvo tiksliai aptariama, kaip būtų galima nustatyti gamybos procesą. Panašiuose užrašuose yra Mitkevičiaus straipsnis (Rusijos fizikos ir chemijos draugijos žurnalas, fizika Nr. 34, 1902). Aptariamą elektrolitinį kondensatorių sudarė plokščias aliuminio anodas ir du geležies katodai, esantys šonuose. Konstrukcija buvo dedama į 6-8% tirpalą kepimo soda. Formavimas buvo atliktas esant pastoviai įtampai (žr. toliau tekste) nuo 100 V iki 100 mA liekamosios srovės.
Pirmieji rimti buitiniai kondensatorių su skystu elektrolitu patobulinimai datuojami 1931 m. ir buvo sukurti P. A. Ostroumovo laboratorijoje.
Vožtuvų metalų su oksido plėvele gebėjimas ištaisyti srovę nėra vienodas. Šios savybės aiškiausiai išreiškiamos tantalo. Matyt, dėl to, kad tantalo pentoksidas turi p tipo laidumą. Dėl to pasikeitus poliškumui susidaro Schottky diodas, sujungtas į priekį. Specifinio elektrolito parinkimo dėka galima atkurti ardantį dielektriko darbinį sluoksnį. Tiesiog darbo procese. Tai baigia istorinę ekskursiją.
Elektrolitinių kondensatorių gamyba
Metalai, kurių oksidai turi išlyginamųjų savybių, pagal analogiją su puslaidininkiniais diodais buvo vadinami vožtuvų metalais. Nesunku atspėti, kad dėl oksidacijos turėtų susidaryti n tipo laidumo medžiaga. Tai yra pagrindinė vožtuvo metalo egzistavimo sąlyga. Iš visų aukščiau išvardytų tik dvi turi ryškių teigiamų savybių:
- Aliuminis.
- Tantalas.
Pirmasis naudojamas daug kartų dažniau dėl santykinio pigumo ir paplitimo Žemės pluta. Tantalas naudojamas tik kraštutiniais atvejais. Oksido plėvelės augimas gali vykti keliais būdais:
- Viena iš technikų yra išlaikyti nuolatinė srovė. Didėjant oksido storiui, didėja jo atsparumas. Todėl formuojant į grandinę su kondensatoriumi nuosekliai turėtų būti įtrauktas reostatas. Procesas valdomas įtampos kritimu per Šotkio sandūrą ir, jei reikia, sureguliuojamas šuntas, kad parametrai išliktų pastovūs. Liejimo greitis yra tuo pačiu metu Pradinis etapas yra pastovus, tada su parametro sumažėjimu seka vingio taškas, o po tam tikro intervalo tolesnis oksido plėvelės augimas vyksta taip lėtai, kad technologinį ciklą galima laikyti baigtu. Pirmajame posūkyje anodas dažnai pradeda kibirkščiuoti. Atitinkamai, įtampa, kurioje tai įvyksta, vadinama taip pat. Antrame taške kibirkščiavimas smarkiai padidėja ir tolesnis procesas liejimas yra nepraktiškas. O antrasis posūkis vadinamas maksimaliu įtempimu.
- Antrasis oksido sluoksnio formavimo būdas yra jo palaikymas ant anodo DC įtampa. Tokiu atveju srovė laikui bėgant eksponentiškai mažės. Įtampa dažniausiai parenkama žemesnė už kibirkšties įtampą. Procesas tęsiasi tol, kol pasiekiama tam tikra liekamoji tiesioginė srovė, žemiau kurios lygis nebekrenta. Tai užbaigia formavimo procesą.
Vaidina svarbų vaidmenį formavimo procese teisingas pasirinkimas elektrolitas. Pramonėje tai susiję su agresyvios aplinkos sąveikos su aliuminiu tyrimu:
Visi tantalo ir niobio elektrolitai priskiriami pirmai grupei. Kondensatoriaus talpos vertę pirmiausia lemia įtampa, kuria baigiamas formavimas. Panašiu būdu naudojami polihidroksiliai alkoholiai, įskaitant gliceriną ir etilenglikolią, ir daugelis druskų. Ne visi procesai griežtai laikosi aukščiau aprašytos schemos. Pavyzdžiui, formuojant aliuminį sieros rūgšties tirpale naudojant nuolatinės srovės metodą, grafike išskiriamos šios sritys:
- Pakanka kelių sekundžių greitas augimasĮtampa.
- Tada tuo pačiu greičiu sumažėja iki maždaug 70 % pasiekto piko lygio.
- Trečiojo etapo metu išauga storas akytas oksido sluoksnis, tačiau įtampa didėja labai lėtai.
- Ketvirtajame skyriuje įtampa smarkiai didėja, kol įvyksta kibirkšties gedimas. Tai užbaigia formavimo procesą.
Daug kas priklauso nuo technologijos. Į sluoksnio storį, taigi darbinė įtampa o kondensatoriaus ilgaamžiškumui įtakos turi elektrolitų koncentracija, temperatūra ir kai kurie kiti parametrai.
Elektrolitinio kondensatoriaus konstrukcija
Tai kondensatoriai su sausu elektrolitu. Pagrindinis jų pranašumas yra geras tūrio panaudojimas. Praktiškai nėra elektrolito pertekliaus, dėl to sumažėja svoris ir matmenys elektros talpa. Nepaisant būdingo pavadinimo, elektrolitas čia nėra sausas, o klampus. Jis impregnuoja medžiaginius arba popierinius tarpiklius, esančius tarp dangčių. Dėl elektrolito klampumo korpusas gali būti plastikinis ar net popierinis, sandarinimui naudojamas dervos sandariklis. Dėl to supaprastėja gaminių gamybos technologinis ciklas. Istoriškai veislės su sausu elektrolitu atsirado vėliau. Buitinėje praktikoje pirmieji paminėjimai buvo padaryti 1934 m.
Svetimų elektrolitinių kondensatorių gale dažniausiai daromos įpjovos su kryželiu, per kurią išspaudžiamas vidinis tūris. Taip yra nelaimingo atsitikimo atveju. Tokį sugadintą kondensatorių galima nesunkiai pastebėti plika akimi ir laiku jį pakeisti, o tai žymiai pagreitina remonto procesą. Korpuso žymėjimas padeda išvengti nelaimingų atsitikimų ir neteisingo perjungimo poliškumo. Iš katodo pusės importiniai dažniausiai atliekami per visą aukštį balta juostelė su minusais, o buitiniai turi kryželius (pliusus) priešingoje pusėje.
Norint padidinti spinduliuotę, korpuso spalva yra tamsi. Yra šios taisyklės išimčių, tačiau jos yra retos. Ši priemonė padidina šilumos perdavimą aplinką. Viršijus darbinės (formuojančios) įtampos įtampą, dėl jonizacijos smarkiai padidėja srovė, anode pastebima stipri kibirkštis, dalinai pratrūksta dielektrinis sluoksnis. Tokių reiškinių pasekmės lengvai pašalinamos projektuojant ir naudojant korpusą kaip katodą: kondensatoriai su skystu elektrolitu užima gana daug vietos, tačiau gerai pašalina šilumą. Tačiau jie gerai veikia dirbant žemu dažniu. Tai lemia jų, kaip maitinimo šaltinių filtrų (50 Hz) naudojimo specifiką.
Šie cilindriniai elektrolitiniai kondensatoriai nėra sukonstruoti taip, kaip parodyta aukščiau, ir juose nėra popierinių įdėklų. Kai kuriuose modeliuose korpusas atlieka katodo vaidmenį, o anodas yra viduje ir gali būti bet kokios formos, kad būtų užtikrinta maksimali vardinė talpa. Dėl apdirbimas ir cheminis ėsdinimas, skirtas padidinti elektrodo paviršiaus plotą, parametrus galima padidinti eilės tvarka. Ši konstrukcija būdinga modeliams su skystu elektrolitu. Nagrinėjamos konstrukcijos talpa skiriasi, kai pramonėje gaminama nuo 5 iki 20 μF, kai darbinė įtampa nuo 200 iki 550 V. Dėl didėjančio elektrolito varžos mažėjant temperatūrai kondensatoriai su skystu elektrolitu ir korpusu kaip katodu yra daugiausia naudojamas šiltame mikroklimato sąlygomis.
Praktiškai kiekvienas elektrikas susiduria su adapterių, maitinimo šaltinių ir įtampos keitiklių veikimu. Visuose šiuose įrenginiuose plačiai naudojami elektriniai kondensatoriai, slenge dažnai vadinami „elektrolitais“.
Pagrindinis jų privalumas yra santykinai didelė talpa ir santykinai maži matmenys. Be to, jų gamyba buvo sukurta ilgą laiką, o kaina yra palyginti maža.
Dizaino principai
Bet kuris kondensatorius susideda iš dviejų plokščių, tarp kurių esantis tarpas užpildytas dielektriku.
Paveikslėlyje parodyta formulė primena, kad talpa C priklauso nuo kiekvienos plokštės S ploto, atstumo tarp plokščių d ir jose esančios terpės dielektrinės konstantos ε. Dydis ε0 yra elektros konstanta, kuri lemia įtampą elektrinis laukas vakuumo viduje.
Elektrolitinis kondensatorius nuo visų kitų skiriasi tuo, kad jame naudojamas elektrolito sluoksnis, užpildantis tarpą tarp dviejų plokščių, dažniausiai pagamintų iš folijos plokščių. Be to, vienas iš jų yra padengtas nedideliu dielektriniu oksido plėvelės sluoksniu.
Folijos juostelės sulankstytos kartu, atskirtos labai plonu popieriniu tarpikliu, suvilgytu elektrolitu. Jo maždaug 1 µm vertė leidžia žymiai padidinti kondensatoriaus talpą. Aukščiau pateiktoje formulėje C nustatymui dielektriko sluoksnio storis d yra vardiklyje.
Viršutinis folijos sluoksnis padengiamas atpalaiduojančiu popieriumi, o visa konstrukcija susukama į cilindrinį korpusą.
Folijos galuose naudojant metodus šaltas suvirinimas suvirinkite metalines plokštes, kad būtų galima prijungti kontaktus elektros schema kaip katodas ir anodas. Be to, teigiamas gnybtas suformuotas ant plokštės su oksido sluoksniu.
Katodo vaidmenį atlieka elektrolitas, kuris liečiasi su visu antrosios plokštės paviršiumi.
Kadangi kondensatoriaus talpa priklauso nuo plokščių ploto, vienas iš būdų ją padidinti yra įtrauktas į gamybos technologiją - paviršiaus gofravimas elektrolito pusėje naudojant cheminio ėsdinimo metodus. Tai gali būti atliekama dėl cheminės erozijos arba elektrocheminės korozijos.
Skysti elektrolitai gali patikimai tekėti į sukurtas mikroskopines anodo įdubas.
Oksido sluoksnis ant folijos susidaro vykstant elektrinei oksidacijai. Šis procesas vyksta, kai srovė praeina per elektrolitą. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta srovės-įtampos charakteristika, rodanti srovių pokyčius įrenginio viduje, kai įtampa didėja.
Kondensatorius normaliai veikia esant vardinei įtampai ir temperatūrai. Jei atsiranda viršįtampis, vėl pradeda formuotis oksido sluoksnis ir pradeda kauptis nuosėdos didelis skaičiusšilumos, dėl kurios susidaro dujos ir padidėja slėgis sandariame korpuse.
Todėl elektrolitiniai kondensatoriai gali sprogti, o tai dažnai nutikdavo su senais SSRS dizainais, kurie buvo pagaminti viename korpuse nesukuriant apsaugos nuo sprogimo. Dėl šios savybės dažnai buvo pažeisti kiti gretimi įrangos elementai.
U modernūs modeliai sukuriama apsauginė membrana, kuri dujų susidarymo pradžioje sunaikinama ir taip apsaugoma nuo sprogimo. Jis pagamintas iš raidžių „T“, „Y“ arba ženklo „+“ įpjovų.
Elektrolitinių kondensatorių tipai
Pagal savo konstrukciją „elektrolitai“ yra poliniai įtaisai, tai yra, jie turi veikti, kai srovė teka tik viena kryptimi. Todėl jie naudojami nuolatinės arba pulsuojančios įtampos grandinėse, atsižvelgiant į elektros krūvių praėjimo kryptį.
„Nepoliniai elektrolitai“ sukurti darbui sinusinės srovės grandinėse. Dėl papildomi elementai konstrukcijoje, esant vienodai talpai, jie padidino matmenis ir atitinkamai kainą.
Koncentruoti įvairių šarmų ar rūgščių tirpalai gali būti naudojami kaip elektrolitas tarp plokštelių. Pagal jų užpildymo būdą kondensatoriai skirstomi į:
metalo oksidas;
oksidinis puslaidininkis.
skystis;
Anodo medžiaga gali būti aliuminis, tantalas, niobio folija arba sukepinti milteliai. Oksido puslaidininkiniuose kondensatoriuose katodas yra puslaidininkio sluoksnis, nusodintas tiesiai ant oksido sluoksnio.
Veikimo ypatybės
Elektrolitų gebėjimas išskirti dujas kaitinant lemia būtinybę eksploatuojant kondensatorių sukurti vardinės įtampos rezervą iki 0,5÷0,6 jo vertės, kad būtų užtikrintas patikimumas. Tai ypač pasakytina apie naudojimą įrenginiuose, kurių temperatūra yra aukštesnė.
Kondensatoriams, skirtiems naudoti grandinėse kintamoji įtampa, nurodytas veikimo dažnis. Paprastai tai yra 50 hercų. Norint dirbti su aukštesnio dažnio signalais, būtina sumažinti darbinę įtampą. Priešingu atveju dielektrikas perkais ir sulaužys arba sulaužys korpusą.
Didelės talpos ir mažos nuotėkio srovės elektrolitai sugeba ilgą laiką išlaikyti sukauptą krūvį. Saugumo sumetimais, siekiant pagreitinti jų iškrovimą, lygiagrečiai su gnybtais prijungiamas 1 MΩ varžos ir 0,5 W galios rezistorius.
Naudoti aukštos įtampos įrenginiuose naudojami kondensatoriai, surinkti nuosekliomis grandinėmis. Norint išlyginti įtampą tarp jų, lygiagrečiai prie kiekvieno gnybtų prijungiami 0,2–1 MΩ rezistoriai.
Jei kintamosios įtampos grandinėse reikia naudoti polinius elektrolitinius kondensatorius, surenkama grandinė, kurioje srovė teka per kiekvieną elementą tik viena kryptimi. Tam taip pat naudojamas srovę ribojantis rezistorius.
Tokios grandinės anksčiau buvo surinktos, kad paleidžiant galingą trifazę srovės fazė būtų pasukta įtampos atžvilgiu asinchroniniai elektros varikliai iš vienfazis tinklas. Dabar šis klausimas jau praranda savo buvusį aktualumą.
Srovę ribojančio rezistoriaus nebuvimas tokioje grandinėje sukelia dielektrinio sluoksnio perkaitimą ir elektrolitinio kondensatoriaus gedimą.
Laikui bėgant skystas elektrolitas išdžiūsta dėl korpuso defektų. Dėl to pajėgumai palaipsniui mažėja. Laikui bėgant jis pasiekia kritinę vertę. Neveikiantis elektrolitinis kondensatorius dažniausiai tampa elektros prietaiso gedimo priežastimi.
Kondensatoriaus gedimai dėl ESR gedimo
Elektrolitiniai kondensatoriai turi kitą techninė savybė, kuris veikia jo charakteristikas. Laikui bėgant dėl nuolat vykstančių vidinių elektros procesų kondensatoriaus elektros laidumas tarp plokščių ir gnybtų palaipsniui mažėja. Jo vertė apskaičiuojama pagal lygiavertį aktyvųjį pasipriešinimą, kuris žymimas ESR indeksu. Rusiškai jie vadina ESR: lygiavertis serijos pasipriešinimas.
Kondensatorius su padidintu ERS neturi nieko bendra išvaizda niekuo nesiskiria nuo teisingo. Tiesiog jo aktyvioji varža padidėja daugiau nei vienu omu ir gali siekti iki 10 omų.
Nustatymo metodai
Pramonė gamina prietaisus, leidžiančius išmatuoti šią vertę pagal septintajame dešimtmetyje Rusijoje išrastą prototipą. Jie leidžia atlikti matavimus be litavimo kondensatorių iš grandinės, jie veikia kintamos srovės tilto varžos matuokliu.
Meistrai sukuria savo supaprastintus dizainus, kurie leidžia įvertinti kondensatoriaus tinkamumą naudoti pagal šį parametrą, remiantis apibrėžimu. aktyvus pasipriešinimas viršija 1 omą. Kaip tokį indikatorių galite surinkti paprastą įrenginį, parodytą diagramoje.
Jį maitina įprasta AA baterija. Šviesos diodas rodo tinkamumą elektrinis kondensatorius pagal ERS parametrą lyginant aukšto dažnio signalus ant toroidinio transformatoriaus, ateinančius iš kondensatoriaus ir suformuotą virpesių grandinę.
Tos pačios grandinės vaizdas šiek tiek supaprastinta forma parodytas žemiau.
Bandomas kondensatorius yra prijungtas prie apvijos, pagamintos iš vieno apsisukimo ant transformatoriaus, pagaminto iš feromagnetinės šerdies, kurios magnetinis pralaidumas yra apie 800÷1000. Šios apvijos įtampa neviršija 200 milivoltų, todėl galite įvertinti elektrolito charakteristikas jo neišlitavus nuo plokštės.
Šis indikatorius nereikalauja jokių specialių nustatymų. Pakanka patikrinti vieno omo valdymo rezistoriaus šviesos diodo švytėjimą ir naudoti jį tolesniems matavimams. Galima naudoti bet kurį tranzistorių, kurio kolektoriaus srovė yra 100 mA, o stiprinimas didesnis nei 50.
Toks zondas neveiks tiksliai su kondensatoriais, kurių talpa mažesnė nei 100 µF.
Jonistorius - superkondensatorius
Kondensatorių tipas su elektrolitu, užtikrinančiu elektrocheminių procesų atsiradimą, yra. Jame naudojamas dvigubo elektrinio sluoksnio efektas, atsirandantis, kai dengimo medžiaga liečiasi su elektrolitu, ir sujungia kondensatoriaus funkcijas su cheminės srovės šaltiniu.
Jo dizainas parodytas paveikslėlyje.
Čia susidariusio dvigubo sluoksnio storis labai mažas. Tai leidžia žymiai padidinti jonistoriaus talpą. Su šiais kondensatoriais taip pat lengviau padidinti plokščių kontaktinio paviršiaus plotą. Jie gaminami iš akytų medžiagų, pavyzdžiui, aktyvintos anglies, putų metalų.
Jonistoriaus talpa gali siekti keletą faradų, kai įtampa ant plokštelių yra iki 10 voltų. Jis jį surenka trumpam laikui ir toliau patikimai saugomas. Todėl šie modeliai naudojami atleidimui įvairių šaltinių mityba.
Darbo sąlygos labai įtakoja jonistoriaus tarnavimo laiką. Jeigu darbinė temperatūra neviršija 40 laipsnių, o įtampa yra 60% vardinės įtampos, tada išteklius gali būti daugiau nei 40 000 valandų.
Tereikia padidinti jo šildymą iki 70 laipsnių ir įtampą iki 80%, o eksploatavimo laikas sutrumpėja iki 500 valandų. Jonininkai randa daugiausiai įvairios programos namie. Jie dirba komplektais saulės elementai, automobilio radijo aparatūra, .
Pietų Korėjos automobilių gamintojas „Hyundai Motor Company“ gamina autobusus su elektrine pavara, varomu jonistorių. Juos planuojama įkrauti trumpų sustojimų metu kelionės maršrute.
Šio tipo transportas savo esme visiškai pakeičia troleibusą, kuriame neveikia visas kontaktinių laidų tinklas.