Elektri- ja raadiotehnikas ei saa te ilma kondensaatorite kasutamiseta hakkama. Kui esimesel juhul on põhinõue töökindlus ja vastupidavus, siis teisel juhul pööratakse erilist tähelepanu ka mõõtmetele. Raadio- ja elektroonikaseadmete miniaturiseerimine sai võimalikuks tantaal- ja nioobiumkondensaatorite leiutamisega, mis on vaid mõne millimeetri suurused.
Sisu
- Tantaal soodustas progressi
- Seadme disainifunktsioonid
- Eelised ja miinused
- Võimalike rikete diagnostika
Tantaal soodustas progressi
Raadioelektroonika algusest peale viidi läbi uuringuid, mille eesmärk oli vähendada konstruktsioonielementide suurust. Peamine suund selles küsimuses on signaali töösageduse suurendamine. Kui võrrelda kahte jõutrafot, mille töösagedus on 50 ja 400 Hz, siis on teine umbes 8 korda väiksem kui esimene.
Vananenud kondensaatorite konstruktsioonid on õhukese alumiiniumfooliumi rullid, mis asetatakse elektrolüüti. Suure võimsuse saavutamine oli võimalik ainult elemendi enda suuruse suurendamisega. Selle konstruktsiooni teine puudus on suur parasiitne induktiivsus töötamisel sagedustel 100 kHz ja kõrgemal.
Läbimurre suure mahutavusega ja väikese suurusega kondensaatorite valmistamisel on saavutatud tantaali kasutamisega. See haruldane muldmetall on kullast kallim ja selle tootmine on üsna keeruline, kuid ühe elemendi valmistamiseks kulub väga vähe – mitte rohkem kui paar mikrogrammi. Tasapisi vahetasid vananenud alumiiniumfooliumil põhinevad tantaalelektrolüütkondensaatorid välja, kuna nende tootmine paranes ja maksumus muutus üsna madalaks.
Ja see ei ole kondensaatorite disaini edenemise ja täiustamise piir. Tantaali vastuvõtjad on nioobiumkondensaatorid, mis on disainilt ja tootmistehnoloogialt identsed eelkäijatega, kuid ületavad neid jõudluselt.
Seadme disainifunktsioonid
Tantaali ja nioobiumi füüsikalis-keemilised omadused võimaldavad luua neist spetsiaalse poorse struktuuriga anoodi. Selliste konstruktsioonide sisepind on mitukümmend korda suurem kui välimine. Ja see võimaldab koguda märkimisväärset elektrilaengut.
Iga kaasaegne elektrolüütkondensaator koosneb kolmest konstruktsioonielemendist:
- katood ja anood;
- dielektriline kiht;
- üks elektrolüütide tüüpidest (leelis, hape, vesi, tahke või pehme aine).
Dielektriku roll on kõige õhem oksiidkile. See saadakse elektrokeemilise korrosiooni meetodil, juhtides tootmisfaasis elektrivoolu läbi anoodi.
Elektrolüüt on tahke aine - mangaandioksiid. Sellel on madal lineaarpaisumistegur, see ei leki ega kuiva ära nagu vedelad elektrolüüdid. Katoodi sisemine osa on juhtivuse suurendamiseks valmistatud hõbedast.
Kogu sisemine täidis on täidetud dielektriliste omadustega plastitaolise ainega – ühendiga.
Eelised ja miinused
Nii tantaal- kui nioobiumkondensaatoritel on oma positiivsed ja negatiivsed omadused. Nende peamine eelis on nende väiksus ja suhteliselt suur võimsus. Puuduseks, mis oluliselt piirab nende rakendusala, on nende madal elektriline tugevus. Kõige võimsamad näidised on võimelised töötama stabiilselt ja usaldusväärselt pingetel kuni 35 V.
Tantaalkondensaatorite aktsepteeritud standardmärgistus koosneb positiivse kontakti näidust ja arvväärtusest. Ja korpuse värv näitab tööpinget. Näiteks:
- roosa värv - pinge kuni 35 V;
- valge värv - kuni 30 V;
- hall värv - kuni 35 V;
- sinine värv - kuni 20 V;
- roheline värv - kuni 16 V;
- must värv - kuni 10 V;
- kollane värv - kuni 6,3 V.
Vana märgistussüsteem on keerulisem ja ebamugavam, mistõttu sellest loobuti. See koosnes kolmest erinevat värvi triibust ja täpist. Triipude värvus vastas numbrilisele väärtusele ja punkti värv näitas kordajat, millega arvväärtus korrutati. Selline süsteem eksitas sageli raadiotehnikuid ja nõudis kondensaatoritega töötamisel suuremat tähelepanu, mistõttu nad loobusid sellest ja töötasid välja uue märgistuse.
Võimalike rikete diagnostika
Kõige tavalisem rike on dielektrilise kile purunemine anoodil. Selle paksus on vaid paar tuhat angströmit, mis on umbes 500 korda õhem kui inimese juuksekarv.
Väike pinge tõus võib põhjustada rikke, milles dielektriline kile omandab kristalse struktuuri ja muutub elektrijuhiks. Sel juhul muutub kondensaator juhiks ning anoodi ja katoodi vaheline takistus läheneb nullile. Kaitsevärvi katte tumenemine ja mõnikord ka söestumine on purunemise ajal korpusel sageli visuaalselt märgatav.
Nimimahtuvuse kaotust on raskem diagnoosida. Sellist riket on kodus võimatu tuvastada vaja spetsiaalseid diagnostikaseadmeid.
Tantaal- ja nioobiumkondensaatorite maksumus on nii madal, et keerulisi mõõtmistöid pole mõtet teha. Kahtlane element asendatakse lihtsalt uue või tuntud heaga.
