1. Elektrolitiese kapasitors
Elektrolitiese kapasitors is kapasitors wat gevorm word deur die oksidasielaag op die elektrode deur die werking van die elektroliet as 'n isolerende laag, wat gewoonlik 'n groot kapasiteit het. Die elektroliet is 'n vloeibare, jellieagtige materiaal wat ryk is aan ione, en die meeste elektrolitiese kapasitors is polêr, dit wil sê, wanneer dit werk, moet die spanning van die positiewe elektrode van die kapasitor altyd hoër wees as die negatiewe spanning.
Die hoë kapasiteit van elektrolitiese kapasitors word ook opgeoffer vir baie ander eienskappe, soos om 'n groot lekstroom, 'n groot ekwivalente reeksinduktansie en -weerstand, 'n groot toleransiefout en 'n kort lewe te hê.
Benewens polêre elektrolitiese kapasitors, is daar ook nie-polêre elektrolitiese kapasitors. In die figuur hieronder is daar twee soorte 1000uF, 16V elektrolitiese kapasitors. Onder hulle is die groter nie-polêr, en die kleiner is polêr.
(Nie-polêre en polêre elektrolitiese kapasitors)
Die binnekant van die elektrolitiese kapasitor kan 'n vloeibare elektroliet of 'n soliede polimeer wees, en die elektrodemateriaal is gewoonlik aluminium (aluminium) of tantaal (tandalum). Die volgende is 'n algemene polêre aluminium elektrolitiese kapasitor binne die struktuur, tussen die twee lae elektrodes is daar 'n laag veselpapier wat in elektroliet geweek is, plus 'n laag isolerende papier wat in 'n silinder omskep is, verseël in die aluminiumdop.
(Interne struktuur van elektrolitiese kapasitor)
Deur die elektrolitiese kapasitor te dissekteer, kan sy basiese struktuur duidelik gesien word. Om die verdamping en lekkasie van die elektroliet te voorkom, word die kapasitorpendeel met seëlrubber vasgemaak.
Die figuur toon natuurlik ook die verskil in interne volume tussen polêre en nie-polêre elektrolitiese kapasitors. By dieselfde kapasiteit en spanningsvlak is die nie-polêre elektrolitiese kapasitor ongeveer twee keer so groot as die polêre een.
(Interne struktuur van nie-polêre en polêre elektrolitiese kapasitors)
Hierdie verskil kom hoofsaaklik van die groot verskil in die area van die elektrodes binne die twee kapasitors. Die nie-polêre kapasitorelektrode is aan die linkerkant en die polêre elektrode is aan die regterkant. Benewens die area verskil, is die dikte van die twee elektrodes ook verskillend, en die dikte van die polêre kapasitorelektrode is dunner.
(Elektrolitiese kapasitor aluminiumplaat van verskillende breedte)
2. Kapasitor ontploffing
Wanneer die spanning wat deur die kapasitor toegepas word sy weerstaanspanning oorskry, of wanneer die polariteit van die spanning van die polêre elektrolitiese kapasitor omgekeer word, sal die kapasitorlekstroom skerp styg, wat lei tot 'n toename in die interne hitte van die kapasitor en die elektroliet sal 'n groot hoeveelheid gas produseer.
Om kapasitorontploffing te voorkom, is daar drie groewe aan die bokant van die kapasitorhuis gedruk, sodat die bokant van die kapasitor maklik onder hoë druk kan breek en die interne druk vrystel.
(Blastenk aan die bokant van elektrolitiese kapasitor)
Maar sommige kapasitors in die produksie proses, die boonste groef druk is nie gekwalifiseer, die druk binne die kapasitor sal maak dat die seël rubber aan die onderkant van die kapasitor word uitgestoot, op hierdie tyd die druk binne die kapasitor word skielik vrygestel, sal vorm 'n ontploffing.
1, nie-polêre elektrolitiese kapasitor ontploffing
Die figuur hieronder toon 'n nie-polêre elektrolitiese kapasitor byderhand, met 'n kapasiteit van 1000uF en 'n spanning van 16V. Nadat die toegepaste spanning 18V oorskry, neem die lekstroom skielik toe, en die temperatuur en druk binne die kapasitor neem toe. Uiteindelik bars die rubberseël aan die onderkant van die kapasitor oop, en die interne elektrodes word soos springmielies losgeslaan.
(nie-polêre elektrolitiese kapasitor oorspanning skietwerk)
Deur 'n termokoppel aan 'n kapasitor te koppel, is dit moontlik om die proses te meet waardeur die temperatuur van die kapasitor verander soos die toegepaste spanning toeneem. Die volgende figuur toon die nie-polêre kapasitor in die proses van spanningverhoging, wanneer die toegepaste spanning die weerstaanspanningswaarde oorskry, gaan die interne temperatuur aan om proses te verhoog.
(Verwantskap tussen spanning en temperatuur)
Die figuur hieronder toon die verandering in die stroom wat deur die kapasitor vloei tydens dieselfde proses. Daar kan gesien word dat die toename in stroom die hoofrede vir die styging in interne temperatuur is. In hierdie proses word die spanning lineêr verhoog, en soos die stroom skerp styg, laat die kragtoevoergroep die spanning daal. Uiteindelik, wanneer die stroom 6A oorskry, ontplof die kapasitor met 'n harde slag.
(Verwantskap tussen spanning en stroom)
As gevolg van die groot interne volume van die nie-polêre elektrolitiese kapasitor en die hoeveelheid elektroliet, is die druk wat na die oorloop gegenereer word groot, wat daartoe lei dat die drukverligtingstenk aan die bokant van die dop nie breek nie, en die seëlrubber aan die onderkant. van die kapasitor word oopgeblaas.
2, polêre elektrolitiese kapasitor ontploffing
Vir polêre elektrolitiese kapasitors word 'n spanning toegepas. Wanneer die spanning die weerstaanspanning van die kapasitor oorskry, sal die lekstroom ook skerp styg, wat veroorsaak dat die kapasitor oorverhit en ontplof.
Die figuur hieronder toon die beperkende elektrolitiese kapasitor, wat 'n kapasiteit van 1000uF en 'n spanning van 16V het. Na oorspanning word die interne drukproses deur die boonste drukverligtingstenk vrygestel, sodat die kapasitorontploffingsproses vermy word.
Die volgende figuur wys hoe die temperatuur van die kapasitor verander met die toename in die toegepaste spanning. Soos die spanning geleidelik die weerstaanspanning van die kapasitor nader, neem die resstroom van die kapasitor toe, en die interne temperatuur bly styg.
(Verwantskap tussen spanning en temperatuur)
Die volgende figuur is die verandering van die lekstroom van die kapasitor, die nominale 16V elektrolitiese kapasitor, in die toetsproses, wanneer die spanning 15V oorskry, begin die lekkasie van die kapasitor skerp styg.
(Verwantskap tussen spanning en stroom)
Deur die eksperimentele proses van die eerste twee elektrolitiese kapasitors, kan dit ook gesien word dat die spanning limiet van sulke 1000uF gewone elektrolitiese kapasitors. Om 'n hoë-spanning-afbreking van die kapasitor te vermy, wanneer die elektrolitiese kapasitor gebruik word, is dit nodig om genoeg marge te laat volgens die werklike spanningskommelings.
3,elektrolitiese kapasitors in serie
Waar toepaslik, kan groter kapasitansie en groter kapasitansie weerstaanspanning verkry word deur onderskeidelik parallel- en serieverbinding.
(elektrolitiese kapasitor springmielies na oordruk ontploffing)
In sommige toepassings is die spanning wat op die kapasitor toegepas word WS-spanning, soos koppelkapasitors van luidsprekers, wisselstroomfasekompensasie, motorfaseverskuiwingskapasitors, ens., wat die gebruik van nie-polêre elektrolitiese kapasitors vereis.
In die gebruikershandleiding wat deur sommige kapasitorvervaardigers gegee word, word dit ook gegee dat die gebruik van tradisionele polêre kapasitors deur rug-aan-rug-reekse, dit wil sê twee kapasitors in serie saam, maar die polariteit is teenoorgestelde om die effek van nie- polêre kapasitors.
(elektrolitiese kapasitansie na oorspanning ontploffing)
Die volgende is 'n vergelyking van die polêre kapasitor in die toepassing van voorwaartse spanning, terugwaartse spanning, twee elektrolitiese kapasitors rug-aan-rug reeks in drie gevalle van nie-polêre kapasitansie, lekstroom verander met die toename van die toegepaste spanning.
1. Voorwaartse spanning en lekstroom
Die stroom wat deur die kapasitor vloei word gemeet deur 'n resistor in serie te verbind. Binne die spanningstoleransiereeks van die elektrolitiese kapasitor (1000uF, 16V), word die toegepaste spanning geleidelik verhoog vanaf 0V om die verhouding tussen die ooreenstemmende lekstroom en spanning te meet.
(positiewe reeks kapasitansie)
Die volgende figuur toon die verband tussen die lekstroom en spanning van 'n polêre aluminium elektrolitiese kapasitor, wat 'n nie-lineêre verband is met die lekstroom onder 0.5mA.
(Die verband tussen spanning en stroom na die voorwaartse reeks)
2, omgekeerde spanning en lekstroom
Deur dieselfde stroom te gebruik om die verwantskap tussen die toegepaste rigtingspanning en die lekstroom van die elektrolitiese kapasitor te meet, kan uit die onderstaande figuur gesien word dat wanneer die toegepaste terugwaartse spanning 4V oorskry, die lekstroom vinnig begin toeneem. Vanaf die helling van die volgende kurwe is die omgekeerde elektrolitiese kapasitansie gelykstaande aan 'n weerstand van 1 ohm.
(Omgekeerde spanning Verwantskap tussen spanning en stroom)
3. Rug-aan-rug reeks kapasitors
Twee identiese elektrolitiese kapasitors (1000uF, 16V) word rug-aan-rug in serie gekoppel om 'n nie-polêre ekwivalente elektrolitiese kapasitor te vorm, en dan word die verbandkromme tussen hul spanning en lekstroom gemeet.
(positiewe en negatiewe polariteit reeks kapasitansie)
Die volgende diagram toon die verband tussen die kapasitorspanning en die lekstroom, en jy kan sien dat die lekstroom toeneem nadat die toegepaste spanning 4V oorskry, en die stroomamplitude minder as 1,5mA is.
En hierdie meting is 'n bietjie verbasend, want jy sien dat die lekstroom van hierdie twee rug-aan-rug reeks kapasitors eintlik groter is as die lekstroom van 'n enkele kapasitor wanneer die spanning vorentoe toegepas word.
(Die verband tussen spanning en stroom na positiewe en negatiewe reekse)
Weens tydsredes was daar egter geen herhaalde toets vir hierdie verskynsel nie. Miskien was een van die kapasitors wat gebruik is die kapasitor van die omgekeerde spanningstoets sopas, en daar was skade binne, so die bogenoemde toetskurwe is gegenereer.
Pos tyd: Jul-25-2023
