Elektrolytický kondenzátor

Elektrolytický kondenzátor - kondenzátor, kde dielektrická vrstva oxidu kovu na anodě a katodě - elektrolytu. Výsledkem je extrémně velká kapacita s relativně vysokým provozním napětím, což způsobuje popularitu těchto výrobků.Počátky

elektrolytické kondenzátory

projeví elektrochemickou oxidaci určitých kovů francouzský vědec Eugène Ducretet v roce 1875, na příkladu tantalu, niobu, zinek, mangan, titan, kadmia, antimonu, bismutu, hliníku a dalších materiálů.Podstata objevu: když byla zapnuta jako anoda( kladný pól zdroje energie), oxidová vrstva s vlastnostmi ventilu rostla na povrchu. Ve skutečnosti vzniká podobnost Schottkyho diody, ve vybraných pracích se n-vodivost připisuje oxidům hliníku.

Ukazuje se, že místo kontaktu má opravné vlastnosti. Nyní je snadné předpokládat další, pokud si vzpomeneme na vlastnosti bariéry Schottky. Jedná se o nízký pokles napětí při zapnutí ve směru dopředu. U kondenzátorů má nízká hodnota působivou hodnotu. Pokud jde o zpětné zařazení elektrolytických kondenzátorů, lidé slyšeli o nebezpečích těchto experimentů.Schottkyho bariéra rozvíjí zvýšené unikající proudy, díky nimž vrstva oxidu začne okamžitě degradovat. Významnou roli přiřazuje rozdělení tunelů.Tekoucí chemická reakce je doprovázena uvolňováním plynů, což má negativní účinek. Teoretici říkají, že tento jev vede k teplu.

Year vynálezu elektrolytický kondenzátor s názvem 1896, když Carol Pollack 14.ledna podala u patentového úřadu ve Frankfurtu. Takže na anodě elektrolytického kondenzátoru se oxidová vrstva vytváří pod působením pozitivního potenciálu. Tento proces se nazývá lisování, v podmínkách rozvoje moderních technologií trvá hodiny a dny. Z tohoto důvodu není růst nebo degradace oxidové vrstvy během provozu znatelná.Elektrolytické kondenzátory, které se používají v elektrických obvodech s frekvencí až 30 kHz, což znamená, že střídání směru proudu v řádu desítek mikrosekund. Během tohoto období se oxidovému filmu nic nestane.

Nejprve v ruské praxi nebyla průmyslová výroba elektrolytických kondenzátorů považována za ekonomicky životaschopnou. Vědecké časopisy dokonce zvažovaly, jak nastavit výrobu. Takové poznámky obsahují článek Mitkeviče( časopis Ruské fyzikálně-chemické společnosti, Fyzika č. 34 pro rok 1902).Dotčený elektrolytický kondenzátor sestával z ploché hliníkové anody a dvou železa umístěných na bocích. Konstrukce byla umístěna v 6-8% roztoku sódy na pečení.Tvorba byla prováděna s konstantním napětím( viz níže) 100 V k reziduálnímu proudu 100 mA.

první vážné úspěchy domácích dodávek kondenzátory s tekutým elektrolytem se vztahují k roku 1931 a založil laboratoř PA Ostroumova.

Schopnost ventilových kovů s oxidovým filtrem narovnat proud se liší.Kvalita tantalu je nejvýraznější.Možná kvůli oxidu tantalu, charakterizovanému vodivostí typu p. V důsledku toho změna polarity vede k vytvoření schottky diody připojené v dopředném směru. Díky specifickému výběru elektrolytu může být degradovaná pracovní vrstva dielektrika obnovena přímo v procesu. Na této historické exkurzi je dokončen.

výrobu elektrolytických kondenzátorů

kovy, oxidy, které se vyznačují vlastnostmi, opravě nazývané hradlování analogicky s polovodičovými diodami. Je snadné odhadnout, že oxidace vede k tvorbě materiálu s vodivostí n-typu. To je považováno za hlavní podmínku existence kovového ventilu. Z výše uvedeného pouze dva mají jasně výrazné pozitivní vlastnosti:

1. hliník.
2. Tantal.

První je používán mnohem častěji kvůli relativní levosti a prevalence zemské kůry. Tantal se používá v extrémních případech. Vznik oxidového filmu nastává dvěma způsoby:

• První metodou je udržení konstantního proudu. Při zvyšování tloušťky oxidové odolnosti se zvyšuje. Následně je rheostat obsažen v okruhu v sérii s kondenzátorem během formování.Proces je řízen poklesem napětí v křižovatce Schottky, je-li to nezbytné, je šum nastaven tak, aby parametry zůstaly konstantní.V počátečním stádiu je rychlost tvarování konstantní, pak dochází k inflexnímu bodu s poklesem parametru, po určitém intervalu pokračuje další růst oxidového filmu tak pomalu, že technologický cyklus se považuje za dokončen. Při prvním ohybu se často začíná vytvářet anoda. V souladu s tím se přítomné napětí nazývá obdobně.Ve druhém bodě se jiskření prudce zvyšuje, další proces formování je neadekvátní.Druhý ohyb se nazývá maximální napětí.
• Druhý způsob vytváření oxidové vrstvy je redukován na udržování konstantního napětí v anodě.V tomto případě proud se snižuje exponenciálně.Napětí je zvoleno pod jiskrovým napětím. Proces jde do zbytkového dopředného proudu, pod kterým již nespadá.Potom se tvarování končí.

Správný výběr elektrolytu hraje v procesu tváření velkou roli. V průmyslu jde o studium interakce žíravých médií s hliníkem:

1. Zástupci první skupiny elektrolytů, to znamená boritá, kyselina citronová a borax, téměř nerozpouštějí hliník a oxid. Masivní použití při výrobě elektrolytických kondenzátorů.Dlouhé tvarování vede k poklesu napětí až do 1500 V, což určuje tloušťku dielektrické vrstvy.
   

   Vysokonapěťové elektrolytické kondenzátory

2. Chromové, sírové, jantarové a šťavelové kyseliny dobře rozpouštějí oxid hlinitý, ale neovlivňují kov. Charakteristickým znakem tvarování je relativně silná dielektrická vrstva. Kromě toho s dalším rozšířením nedochází k výraznému poklesu proudu nebo napětí.Tento proces se používá k vytvoření elektrických kondenzátorů s relativně nízkým výkonem( až do 60 V).Hydráty a soli použité kyseliny se smísí s oxidem hlinitým v porézních strukturách. Tyto procesy mohou být použity pro ochranné účely. Pak tvarování probíhá podle předchozí schémy( první skupina) a je dokončeno, jak je popsáno. Ochranná vrstva hydroxidů chrání oxid před ničením během provozu.
3. Třetí skupina elektrolytů sestává převážně z kyseliny chlorovodíkové.Tyto látky se při tvarování nepoužívají, dobře rozpouštějí hliník a jeho soli. Ale dobrovolně se používá k čištění povrchů.

U tantalu a niobu spadají všechny elektrolyty do klasifikace první skupiny. Kapacita kondenzátoru je určena především napětím, při kterém je tvarování dokončeno. Polyhydroxylalkoholy, glycerin a ethylenglykolové soli se používají podobným způsobem. Ne všechny procesy se řídí výše uvedeným schématem. Například, když se hliník lisuje v roztoku kyseliny sírové metodou stejnosměrného proudu, rozlišují se následující části grafu:

1. Rychlý nárůst napětí je pozorován několik sekund.
2. Poté, ve stejném poměru, byl pozorován pokles na úroveň asi 70% vrcholu.
3. Silná vrstva porézního oxidu se během třetí fáze zpevňuje a stres roste extrémně pomalu.
4. Ve čtvrté části napětí prudce stoupá před výpadkem jiskry. Formování končí.

Hodně závisí na technologii. Tloušťka vrstvy a tudíž provozní napětí a trvanlivost kondenzátoru je ovlivněna koncentrací elektrolytu, teplotou a dalšími parametry.

Konstrukce elektrolytického kondenzátoru

Desky obvykle nejsou ploché.U elektrolytických kondenzátorů jsou často navíjeny do zkumavky. Na řezu to připomíná Teslovou cívku a následné následky. To znamená, že kondenzátor má významný indukční odpor, který je v tomto kontextu považován za parazitní.Mezi desky je umístěn papír nebo tkanina impregnovaná elektrolytem. Tělo je vyrobeno z hliníku - kov je snadno pokryt ochrannou vrstvou, není ovlivněn elektrolytem a dobře odstraňuje teplo( nezapomeňte na aktivní složku odporu anody).

Jedná se o suché elektrolytické kondenzátory. Jejich hlavní výhodou je slušné využití objemu. Neexistuje žádný přebytečný elektrolyt, který snižuje hmotnost a velikost při stejné elektrické kapacitě.Přes charakteristické jméno elektrolytu není suché, spíše viskózní.Jsou impregnovány těsněním tkaniny nebo papíru, které se nacházejí mezi deskami. Na základě viskozity elektrolytu je tělo povoleno být plastové nebo papír, pro utěsnění je použito těsnění z pryskyřice. Výsledkem je zjednodušení technologického cyklu výroby výrobků.Historicky se objevily později suché elektrolytické druhy. V domácí praxi se první zmínky objevují v roce 1934.

Na konci cizích elektrolytických kondenzátorů se nacházejí příčně řezané zářezy, kterými se vytlačuje vnitřní objem. To je v případě nehody. Takto poškozený kondenzátor lze snadno pozorovat pouhým okem a včas vyměnit, což urychluje opravu. Označení nárazu pomáhá předcházet nehodám a nesprávné polaritě.Při katodě na dovezené straně je po celé výšce tažen bílý proužek, mínusy odděleny a pro domácí, křížky( plusy) jsou na opačné straně.

Pro zvýšení emisivity je barva těla tmavá.Výjimky z pravidla jsou vzácné.Takové opatření zvyšuje přenos tepla do prostředí.Když je napětí na pracovišti( tvarování) překročeno, dochází k prudkému nárůstu proudu v důsledku ionizace, silně se rozvíjí anoda, dielektrická vrstva částečně proniká.Důsledky takových jevů jsou snadno vyloučeny v konstrukci a pouzdrem jako katoda: kondenzátory s kapalným elektrolytem zaujímají poměrně velký prostor, ale dobře odvádějí teplo. Dokonale se projevuje při práci na nízkých frekvencích. Co způsobuje konkrétní použití jako filtr napájení( 50 Hz).

Tyto válcové elektrolytické kondenzátory nejsou uspořádány tak, jak je znázorněno výše, bez papírových jazýčků.U některých modelů případ hraje roli katody, anoda je umístěna uvnitř, může mít libovolný tvar, takže je zajištěna maximální jmenovitá kapacita. Díky mechanickému zpracování a chemickému leptání, které jsou navrženy tak, aby se zvýšila plocha povrchu elektrody, lze parametry zvýšit o řádovou hodnotu. Konstrukce je typická u modelů s kapalným elektrolytem. Kapacita uvažované konstrukce se mění, když se průmysl uvolní z 5 až 20 μF při provozním napětí 200 - 550 V. V důsledku zvýšení odporu elektrolytu s klesající teplotou se jako katody používají kondenzátory s kapalným elektrolytem a pláštěm hlavně v teplém mikroklimatu.