Elektrolytkondensator

En elektrolytkondensator er en kondensator hvor det dielektriske laget er et metalloksydlag på anoden og katoden er elektrolytten. Resultatet er en ekstremt stor kapasitet med en relativt høy driftsspenning, noe som forårsaker populariteten til slike produkter.

Historien om opprinnelsen til elektrolytkondensatorer

Effekten av elektrokjemisk oksidasjon av en rekke metaller ble oppdaget av den franske forskeren Eugène Adrien Ducretet i 1875 ved hjelp av eksemplet tantal, niob, sink, mangan, titan, kadmium, antimon, vismut, aluminium og andre materialer. Essensen av funnet: Når den ble aktivert som en anode( den positive polen til kraftkilden), vokste et oksidlag med ventilegenskaper på overflaten. Faktisk er en likhet av Schottky-dioden dannet, i utvalgte verk blir n-type ledningsevne tilskrevet aluminiumoksid.

Det viser seg at kontaktstedet har rettighetsegenskaper. Nå er det lett å anta videre, hvis vi husker egenskapene til Schottky-barrieren. Dette er et lavspenningsfall når det slås på i fremoverretningen. For kondensatorer betyr lav verdi imponerende verdi. Når det gjelder reversering av elektrolytkondensatorer, har folk hørt om farene ved slike eksperimenter. Schottky-barrieren utvikler økte lekkasjestrømmer, på grunn av hvilket oksydlaget begynner å nedbrytes umiddelbart. En betydelig rolle er tildelt til tunneling. Den flytende kjemiske reaksjonen ledsages av frigjøring av gasser og gir en negativ effekt. Teoretikere sier at dette fenomenet fører til varme.

Navnet på oppfinnelsen av elektrolytkondensatoren er 1896, da den 14. januar sendte Karol Pollak søknad til Frankfurt patentkontor. Så, på anoden av elektrolytkondensatoren, blir oksydlaget oppbygget under virkningen av et positivt potensial. Prosessen kalles molding, i forhold til moderne teknologiutvikling varer i timer og dager. Av denne grunn er veksten eller nedbrytningen av oksydlaget ikke merkbar under drift. Elektrolytkondensatorer brukes i elektriske kretser med en frekvens på opptil 30 kHz, noe som betyr at tiden for å endre retningen av strømmen i titalls mikrosekunder. I løpet av denne perioden vil ingenting skje med oksidfilmen.

Først i russisk praksis ble industriell produksjon av elektrolytkondensatorer ikke ansett som økonomisk levedyktig. Vitenskapelige tidsskrifter overveide selv hvordan man satte opp produksjonen. Slike notater inkluderer en artikkel av Mitkevich( Journal of the Russian Physico-Chemical Society, fysikk nr. 34 for 1902).Den aktuelle elektrolytkondensatoren besto av en flat aluminiumanode og to jernkatoder plassert på sidene. Designet ble plassert i en 6-8% løsning av natron. Forming ble utført med konstant spenning( se nedenfor) 100 V til en reststrøm på 100 mA.

Den første alvorlige utviklingen i det innenlandske eierskapet av kondensatorer med væskelektrolytt er relatert til 1931 og ble skapt av laboratoriet av P. A. Ostroumov.

Evnen til ventilmetaller med en oksidfilm til å rette strømmen varierer. Tantalkvaliteten er mest uttalt. Kanskje på grunn av tantalpentoksid, karakterisert ved p-type ledningsevne. Som et resultat fører en endring i polariteten til dannelsen av en Schottky-diode forbundet i fremoverretningen. På grunn av det spesifikke elektrolyttvalget, kan det nedbrytende arbeidslaget av dielektriske gjenopprettes rett i prosessen. På denne historiske utflukten er ferdig.

Produksjon av elektrolytkondensatorer

Metaller, oksider av disse er preget av likningsegenskaper, som kalles ventil analogt med halvlederdioder. Det er lett å gjette at oksydasjon fører til dannelsen av et materiale med n-type ledningsevne. Dette betraktes som hovedbetingelsen for eksistensen av et ventilmetall. Av de ovennevnte har bare to klart tydelige positive egenskaper:

1. Aluminium.
2. Tantal.

Den første brukes mye oftere på grunn av den relative billigheten og utbredelsen i jordskorpen. Tantal brukes i ekstreme tilfeller. Oppbyggingen av oksidfilmen skjer på to måter:

• Den første metoden er å opprettholde en konstant strøm. I prosessen med å øke tykkelsen av oksydmotstanden øker. Følgelig er en rheostat inkludert i kretsen i serie med kondensatoren under støping. Prosessen styres av spenningsfallet ved Schottky-krysset, hvis nødvendig er shunten justert slik at parametrene forblir konstant. Ved begynnelsestrinnet er formingshastigheten konstant, så oppstår et infleksjonspunkt med en reduksjon i parameteren, etter et visst intervall fortsetter den videre veksten av oksidfilmen så langsomt at den teknologiske syklus anses å være fullført. Ved første sving begynner anoden ofte å gnist. Følgelig kalles spenningen til stede analogt. Ved det andre punktet øker gjengningen kraftig, den videre formingsprosessen er uheldig. Og den andre bøyningen kalles maksimal spenning.
• Den andre fremgangsmåten for dannelse av oksydlaget reduseres for å opprettholde en konstant spenning ved anoden. I dette tilfellet reduseres strømmen eksponentielt. Spenningen er valgt under gnistspenningen. Prosessen går til en gjenværende fremstrøm, under hvilken nivået ikke lenger faller. Deretter slutter støpingen.

Det riktige elektrolyttvalget spiller en stor rolle i støpeprosessen. I industrien koker dette ned til studiet av samspillet mellom korrosive medier og aluminium:

1. Representanter for den første gruppen av elektrolytter, dette inkluderer bor, sitronsyre og boraks, oppløses nesten ikke aluminium og oksid. Massivt brukt i produksjonen av elektrolytkondensatorer. Langstøping fører til en spenningsfall på opptil 1500 V, som bestemmer tykkelsen på det dielektriske laget.
   

   Høyspente elektrolytkondensatorer

2. Krom-, svovelsyre-, ravsyre- og oksalsyre oppløser aluminiumoksydbrønn, men påvirker ikke metallet. Et karakteristisk trekk ved støpingen er et relativt tykt dielektrisk lag. Videre, med videre ekspansjon oppstår ikke en signifikant reduksjon i strøm- eller spenningsøkning. Denne prosessen brukes til å danne elektriske kondensatorer med relativt lav ytelse( opptil 60 V).Hydrater og salter av den anvendte syre blandes med aluminiumoksyd i porøse strukturer. Disse prosessene kan brukes til beskyttelsesformål. Deretter går støpingen i henhold til forrige skjema( den første gruppen), og er ferdig som beskrevet. Et beskyttende lag av hydroksyder beskytter oksydet fra ødeleggelse under drift.
3. Den tredje gruppen av elektrolytter består hovedsakelig av saltsyre. Disse stoffene brukes ikke i støpeprosessen, de løser aluminium og dets salter godt. Men villig brukt til rengjøring av overflater.

For tantal og niobium faller alle elektrolytter under klassifiseringen av den første gruppen. Kapasitorenes kapasitet bestemmes hovedsakelig av spenningen ved hvilken støpingen er ferdig. Polyvalente alkoholer, glyserin og etylenglykolsalter brukes på lignende måte. Ikke alle prosessene følger ordningen beskrevet ovenfor. For eksempel, når aluminium støpes i en løsning av svovelsyre ved hjelp av likestrømmetoden, er følgende deler av grafen skilt:

1. En rask økning i spenning observeres i flere sekunder.
2. I samme takt ble det observert en nedgang til nivået på ca. 70% av toppen.
3. Et tykt, porøst oksidlag oppbygges i tredje fase, og stresset vokser ekstremt sakte.
4. I fjerde seksjon øker spenningen kraftig før forekomsten av gnistbrudd. Støping slutter.

Mye avhenger av teknologi. Lagets tykkelse, og dermed driftsspenningen og kondensatorens holdbarhet, påvirkes av elektrolyttkonsentrasjonen, temperaturen og andre parametere.

kondensator. Elektrolytkondensator design.

. Plattene er vanligvis ikke flate. For elektrolytkondensatorer blir de ofte spolet inn i et rør, viklet. På kuttet, det ligner en Tesla-spole med de følgende konsekvensene. Dette betyr at en kondensator har en betydelig induktiv motstand, som i denne sammenheng anses parasitisk. Elektrolyttimpregnert papir eller stoff er plassert mellom platene. Kroppen er laget av aluminium - metallet er lett dekket med et beskyttende lag, påvirkes ikke av elektrolytten og fjerner varmebrønnen( husk om den aktive komponenten i motstanden til anoden).

Dette er tørre elektrolytkondensatorer. Deres viktigste fordel i anstendig bruk av volum. Det er ingen overflødig elektrolytt, noe som reduserer vekt og størrelse med samme elektriske kapasitet. Til tross for det karakteristiske navnet på elektrolytten er det ikke tørt, heller viskøst. De er impregnert med tetninger av stoff eller papir, plassert mellom platene. På grunn av elektrolytviskositeten kan legemet være plast eller papir, en harpiksforsegling brukes til forsegling. Som et resultat blir den teknologiske syklusen av produksjonsprodukter forenklet. Historisk sett oppstod tørre elektrolyttarter senere. I hjemmepraksis skjer de første nevnene i 1934.

På slutten av utenlandske elektrolytkondensatorer er det kryssskår som gjør at det interne volumet presses ut. Dette er ved en ulykke. En slik skadet kondensator kan lett legges merke til med det blotte øye og erstattes i tide, noe som øker reparasjonen. Krasjmarkering bidrar til å unngå ulykker og feil polaritet. Ved katoden på importert, tegnes en hvit stripe langs hele høyden, med minus på avstand, og for husholdninger er krysser( plusser) på motsatt side.

For å øke emissiviteten er kroppsfarge mørk. Unntak fra regelen er sjeldne. Et slikt tiltak øker varmeoverføringen til miljøet. Når spenningen på arbeideren( støping) overskrides, er det en kraftig økning i strømmen på grunn av ionisering, en sterk gjengning på anoden utvikler, et dielektrisk lag penetrerer delvis. Konsekvensene av slike fenomen er lett eliminert i designet og med huset som brukes som katode: kondensatorer med flytende elektrolytt opptar relativt mye plass, men de fjerner varme godt. Men fullstendig manifestert når man arbeider ved lave frekvenser. Hva forårsaker den spesifikke bruken som filter strømforsyning( 50 Hz).

Disse sylindriske elektrolytkondensatorene er ikke ordnet som vist ovenfor, uten papirfliker. I noen modeller spiller saken rollen som en katode, anoden er plassert inne, den kan være av vilkårlig form, slik at den maksimale nominelle kapasiteten er sikret. På grunn av mekanisk bearbeiding og kjemisk etsing, utformet for å øke elektrodens overflate, kan parametrene heves med en størrelsesorden. Designet er typisk for modeller med flytende elektrolytt. Kapasiteten til konstruksjonen som vurderes, varierer når industrien slipper fra 5 til 20 μF ved en driftsspenning på 200-550 V. På grunn av økningen i elektrolyttens motstand med redusert temperatur, benyttes kondensatorer med flytende elektrolytt og foringsrør som katoder, hovedsakelig i et varmt mikroklima.