Elektrolytický kondenzátor

Elektrolytický kondenzátor je kondenzátor, kde dielektrická vrstva je vrstva oxidu kovu na anóde a katóda je elektrolyt. Výsledkom je extrémne veľká kapacita s relatívne vysokým pracovným napätím, čo spôsobuje popularitu takýchto výrobkov. Počiatky

elektrolytické kondenzátory

prejaví elektrochemickú oxidáciu určitých kovov francúzsky vedec Eugène Ducretet v roku 1875, na príklade tantalu, nióbu, zinok, mangán, titán, kadmia, antimónu, bizmutu, hliníka a ďalších materiálov. Podstata objavu: keď sa zapne ako anóda( kladný pól zdroja energie), na povrchu rástla oxidová vrstva s vlastnosťami ventilov. V skutočnosti vzniká podobnosť Schottkyho diódy, vo vybraných dielach sa vodivosť n-typu pripisuje oxidu hlinitému.

Ukazuje sa, že miesto kontaktu má opravné vlastnosti. Teraz je ľahké predpokladať ďalšie, ak si spomínam na vlastnosti bariéry Schottky. Toto je nízky pokles napätia, keď je zapnutý v smere dopredu. Pre kondenzátory znamená nízka hodnota pôsobivú hodnotu.Čo sa týka opačného zaradenia elektrolytických kondenzátorov, ľudia počuli o nebezpečenstvách takýchto experimentov. Schottkyho bariéra vyvíja zvýšené unikajúce prúdy, v dôsledku čoho sa vrstva oxidu okamžite rozkladá.Významnú úlohu pripisuje členeniu tunela. Tečúca chemická reakcia je sprevádzaná uvoľňovaním plynov, čo má negatívny účinok. Teoretici hovoria, že tento jav vedie k teplu.

Year vynálezu elektrolytický kondenzátor s názvom 1896, keď Carol Pollack 14.ledna podala na patentovom úrade vo Frankfurte. Takže pri anóde elektrolytického kondenzátora sa oxidová vrstva vytvára pod pôsobením pozitívneho potenciálu. Tento proces sa nazýva tvarovanie, v podmienkach vývoja modernej technológie trvá celé hodiny a dni. Z tohto dôvodu nie je nárast alebo degradácia vrstvy oxidu počas operácie viditeľný.Elektrolytické kondenzátory, ktoré sa používajú v elektrických obvodoch s frekvenciou až 30 kHz, čo znamená, že striedanie smeru prúdu v poriadku desiatok mikrosekúnd. Počas tohto obdobia sa oxidovému filmu nič nestane.

Najprv v ruskej praxi sa priemyselná výroba elektrolytických kondenzátorov nepovažovala za ekonomicky životaschopnú.Vedecké časopisy dokonca zvažovali, ako nastaviť výrobu. Takéto poznámky obsahujú článok Mitkeviča( časopis Ruskej fyzikálno-chemickej spoločnosti, fyzika č. 34 pre 1902).Predmetný elektrolytický kondenzátor pozostával z plochého hliníkového anódu a dvoch železných katód umiestnených na bokoch. Konštrukcia sa umiestnila do 6-8% roztoku sódy na pečenie. Tvorba sa uskutočňovala s konštantným napätím( pozri nižšie) 100 V so zvyškovým prúdom 100 mA.

Prvý závažný vývoj domáceho vlastníctva kondenzátorov s kvapalným elektrolytom súvisí s rokom 1931 a bol vytvorený laboratóriom P. A. Ostroumova.

Schopnosť ventilových kovov s oxidovým filmom narovnať prúd sa mení.Kvalita tantalu je najvýraznejšia. Možno kvôli oxidu tantalu, charakterizovanému vodivosťou typu p. V dôsledku toho zmena polarity vedie k vytvoreniu Schottkyho diódy pripojeného v smere dopredu. Vďaka špecifickému výberu elektrolytu sa degradácia pracovnej vrstvy dielektrika môže obnoviť priamo v procese. Na tejto historickej exkurzi je dokončená.

výrobu elektrolytických kondenzátorov

kovy, oxidy, ktoré sa vyznačujú vlastnosťami, oprave nazývané hradlovanie analogicky s polovodičovými diódami. Je ľahké odhadnúť, že oxidácia vedie k vytvoreniu materiálu s vodivosťou typu n. Toto sa považuje za hlavnú podmienku existencie ventilu kovu. Z vyššie uvedeného sú iba dva výrazne pozitívne vlastnosti: hliník

1. .
2. Tantal.

Prvý sa používa oveľa častejšie kvôli relatívnej lacnosti a prevalencii zemskej kôry. V extrémnych prípadoch sa používa tantal. Zloženie oxidačného filmu sa uskutočňuje dvoma spôsobmi:

• Prvá metóda je zachovanie konštantného prúdu. V procese zvyšovania hrúbky odolnosti proti oxidom sa zvyšuje. V dôsledku toho je rheostat zahrnutý do obvodu v sérii s kondenzátorom počas lisovania. Proces je riadený poklesom napätia v Schottky križovatke, v prípade potreby je prepínač nastavený tak, aby parametre zostali konštantné.V počiatočnom štádiu je rýchlosť tvarovania konštantná, potom nastáva inflačný bod s poklesom parametra, po určitom intervale pokračuje ďalší rast oxidačného filmu tak pomaly, že sa technologický cyklus považuje za dokončenú.Na prvom ohybe sa anóda často začína zapaľovať.Preto sa prítomné napätie nazýva analogicky. V druhom bode sa iskrenie prudko zvyšuje, proces ďalšieho tvarovania je neadekvátny. A druhý ohyb sa nazýva maximálne napätie.
• Druhý spôsob tvorby oxidačnej vrstvy je znížený na udržiavanie konštantného napätia na anóde. V tomto prípade prúd klesá exponenciálne. Napätie sa volí pod iskrovým napätím. Proces prechádza na zvyškový dopredný prúd, pod ktorým už úroveň neklesá.Potom sa tvarovanie končí.

Správny výber elektrolytu zohráva v procese tvarovania veľkú úlohu. V priemysle sa to prejavuje na štúdiu interakcie korozívnych médií s hliníkom:

1. Zástupcovia prvej skupiny elektrolytov, to znamená boritá, kyselina citrónová a borax, takmer nerozpúšťajú hliník a oxid. Masívne sa používa pri výrobe elektrolytických kondenzátorov. Dlhé tvarovanie vedie k poklesu napätia až do 1500 V, čo určuje hrúbku dielektrickej vrstvy.
   

   Vysokonapäťové elektrolytické kondenzátory

2. Chromové, sírové, jantárové a šťavelové kyseliny dobre rozpúšťajú oxid hlinitý, ale neovplyvňujú kov. Charakteristickým znakom tvarovania je pomerne silná dielektrická vrstva. Navyše, pri ďalšom rozširovaní nedochádza k výraznému poklesu prúdu alebo napätia. Takýto proces sa používa na vytvorenie elektrických kondenzátorov s relatívne nízkym výkonom( až do 60 V).Hydráty a soli použitej kyseliny sa zmiešajú s oxidom hlinitým v poréznych štruktúrach. Tieto procesy je možné použiť na ochranné účely. Potom sa tvarovanie uskutočňuje podľa predchádzajúcej schémy( prvej skupiny) a je dokončené, ako je opísané.Ochranná vrstva hydroxidov chráni oxid pred poškodením počas prevádzky.
3. Tretia skupina elektrolytov pozostáva prevažne z kyseliny chlorovodíkovej. Tieto látky sa v procese tvarovania nepoužívajú, dobre rozpúšťajú hliník a jeho soli. Ale ochotne používa na čistenie povrchov.

V prípade tantalu a nióbu spadajú všetky elektrolyty do klasifikácie prvej skupiny. Kapacita kondenzátora je určená hlavne napätím, pri ktorom je tvarovanie ukončené.Viacúčelové alkoholy, glycerín a etylénglykolové soli sa používajú podobným spôsobom. Nie všetky procesy sledujú vyššie opísanú schému. Napríklad, keď sa hliník formuje v roztoku kyseliny sírovej s použitím metódy jednosmerného prúdu, rozlišujú sa nasledujúce časti grafu:

1. Na niekoľko sekúnd sa pozoruje rýchle zvýšenie napätia.
2. Potom sa pozorovala rovnaká rýchlosť poklesu na úroveň približne 70% vrcholu.
3. V priebehu tretieho štádia sa vytvára silná vrstva porézneho oxidu a stres sa rozvíja veľmi pomaly.
4. V štvrtej sekcii sa napätie prudko zvýši pred výpadkom iskier. Formovanie končí.

Veľa závisí od technológie. Hrúbka vrstvy, a teda aj pracovné napätie a životnosť kondenzátora, je ovplyvnená koncentráciou elektrolytu, teplotou a ďalšími parametrami.

Konštrukcia elektrolytického kondenzátora

Dosky nie sú obyčajne ploché.Pre elektrolytické kondenzátory sú často zvinuté do skúmavky, navinuté.Na rezu to pripomína Teslovu cievku s dôsledkami. To znamená, že kondenzátor má značnú indukčnú odolnosť, ktorá je v tomto kontexte považovaná za parazitárnu. Papier alebo textília impregnovaná elektrolytom sa umiestni medzi dosky. Telo je vyrobené z hliníka - kov je ľahko pokrytý ochrannou vrstvou, nie je ovplyvnený elektrolytom a dobre odstraňuje teplo( nezabudnite na aktívnu zložku odporu anódy).

Sú to kondenzátory suchého elektrolytu. Ich kľúčovou výhodou je slušné využitie objemu. Neexistuje nadbytočný elektrolyt, ktorý znižuje hmotnosť a veľkosť pri rovnakej elektrickej kapacite. Napriek charakteristickému názvu elektrolytu nie je suchý, skôr viskózny. Sú impregnované tesneniami z tkaniny alebo papiera umiestnenými medzi doskami. Na základe viskozity elektrolytu je teleso povolené ako plast alebo papier, na utesnenie sa používa živicové tesnenie. Výsledkom je zjednodušenie technologického cyklu výroby výrobkov. Historicky sa objavili užšie druhy suchého elektrolytu. V domácej praxi sa prvé spomínajú v roku 1934.

Na konci cudzích elektrolytických kondenzátorov sú priečne rezané zárezy, cez ktoré je vnútorný objem vytlačený.To je v prípade nehody. Takýto poškodený kondenzátor možno ľahko pozorovať voľným okom a vymeniť ho včas, čo urýchľuje opravu. Značenie nárazov pomáha predchádzať nehodám a nesprávnej polarite. Pri doterajšej katóde je po celej výške vytiahnutý biely prúžok s oddelenými mínusmi a pre domáce sú na protiľahlej strane križky( plusy).

Aby ste zvýšili emisivitu, farba tela je tmavá.Výnimky z pravidla sú zriedkavé.Takéto opatrenie zvyšuje prenos tepla do prostredia. Keď dôjde k prekročeniu napätia na pracovisku( tvarovanie), dôjde k ostrému zvýšeniu prúdu v dôsledku ionizácie, dôjde k silnému zapáleniu anódy, dielektrickej vrstve čiastočne prenikne. Dôsledky takýchto javov sa ľahko odstránia v konštrukcii a pri pouzdre ako katóde: kondenzátory s kvapalným elektrolytom zaberajú pomerne veľa priestoru, ale dobre odoberajú teplo. Ale dokonale sa prejavuje pri práci na nízkych frekvenciách.Čo spôsobuje špecifické použitie ako napájanie filtra( 50 Hz).

Tieto valcové elektrolytické kondenzátory nie sú usporiadané tak, ako je znázornené vyššie, bez papierových chlopní.V niektorých modeloch plášť zohráva úlohu katódy, anóda je umiestnená vo vnútri, môže mať ľubovoľný tvar, takže je zaručená maximálna nominálna kapacita. Vďaka mechanickému spracovaniu a chemickému leptaniu, ktoré sú určené na zvýšenie plošnej plochy elektródy, sa parametre môžu zvýšiť podľa veľkosti. Konštrukcia je typická pre modely s kvapalným elektrolytom. Kapacita posudzovanej konštrukcie sa mení, keď priemysel uvoľní z 5 až 20 μF pri prevádzkovom napätí 200 - 550 V. Vzhľadom na zvýšenie odolnosti elektrolytu pri znižovaní teploty sa kondenzátory s kvapalným elektrolytom a plášťom používajú ako katódy najmä v teplom mikroklíme.