1. Kondensatorë elektrolitikë
Kondensatorët elektrolitikë janë kondensatorë të formuar nga shtresa e oksidimit në elektrodë nëpërmjet veprimit të elektrolitit si një shtresë izoluese, e cila zakonisht ka një kapacitet të madh. Elektroliti është një material i lëngshëm, i ngjashëm me pelte, i pasur me jone, dhe shumica e kondensatorëve elektrolitikë janë polarë, domethënë, kur punojnë, tensioni i elektrodës pozitive të kondensatorit duhet të jetë gjithmonë më i lartë se tensioni negativ.
Kapaciteti i lartë i kondensatorëve elektrolitikë sakrifikohet edhe për shumë karakteristika të tjera, të tilla si të paturit e një rryme të madhe rrjedhjeje, një induktancë dhe rezistencë të madhe serike ekuivalente, një gabim të madh tolerance dhe një jetëgjatësi të shkurtër.
Përveç kondensatorëve elektrolitikë polarë, ekzistojnë edhe kondensatorë elektrolitikë jo polarë. Në figurën më poshtë, ekzistojnë dy lloje kondensatorësh elektrolitikë 1000uF, 16V. Midis tyre, më i madhi është jo polar, dhe më i vogli është polar.
(Kondensatorë elektrolitikë jopolarë dhe polarë)
Pjesa e brendshme e kondensatorit elektrolitik mund të jetë një elektrolit i lëngshëm ose një polimer i ngurtë, dhe materiali i elektrodës është zakonisht alumini (alumin) ose tantal (tandal). Më poshtë është një kondensator elektrolitik polar alumini i zakonshëm brenda strukturës, midis dy shtresave të elektrodave ka një shtresë letre me fibra të zhytur në elektrolit, plus një shtresë letre izoluese të shndërruar në një cilindër, të vulosur në mbështjellësin e aluminit.
(Struktura e brendshme e kondensatorit elektrolitik)
Duke analizuar kondensatorin elektrolitik, mund të shihet qartë struktura e tij bazë. Për të parandaluar avullimin dhe rrjedhjen e elektrolitit, pjesa e kunjit të kondensatorit fiksohet me gomë izoluese.
Sigurisht, figura tregon edhe ndryshimin në vëllimin e brendshëm midis kondensatorëve elektrolitikë polarë dhe jo polarë. Në të njëjtin kapacitet dhe nivel tensioni, kondensatori elektrolitik jo polar është rreth dy herë më i madh se ai polar.
(Struktura e brendshme e kondensatorëve elektrolitikë jo polarë dhe polarë)
Ky ndryshim vjen kryesisht nga ndryshimi i madh në sipërfaqen e elektrodave brenda dy kondensatorëve. Elektroda jopolare e kondensatorit është në të majtë dhe elektroda polare është në të djathtë. Përveç ndryshimit të sipërfaqes, trashësia e dy elektrodave është gjithashtu e ndryshme, dhe trashësia e elektrodës polare të kondensatorit është më e hollë.
(Fletë alumini me kondensator elektrolitik me gjerësi të ndryshme)
2. Shpërthim i kondensatorit
Kur tensioni i aplikuar nga kondensatori tejkalon tensionin e tij të rezistencës, ose kur polariteti i tensionit të kondensatorit polar elektrolitik përmbyset, rryma e rrjedhjes së kondensatorit do të rritet ndjeshëm, duke rezultuar në një rritje të nxehtësisë së brendshme të kondensatorit, dhe elektroliti do të prodhojë një sasi të madhe gazi.
Për të parandaluar shpërthimin e kondensatorit, në pjesën e sipërme të strehës së kondensatorit ka tre brazda të shtypura, në mënyrë që pjesa e sipërme e kondensatorit të jetë e lehtë të thyhet nën presion të lartë dhe të lirohet presioni i brendshëm.
(Rezervuari i shpërthimit në majë të kondensatorit elektrolitik)
Megjithatë, disa kondensatorë në procesin e prodhimit, presioni i sipërm i brazdës nuk është i kualifikuar, presioni brenda kondensatorit do të bëjë që goma e vulosjes në pjesën e poshtme të kondensatorit të nxirret, në këtë kohë presioni brenda kondensatorit lirohet papritmas, do të formojë një shpërthim.
1, shpërthim i kondensatorit elektrolitik jo polar
Figura më poshtë tregon një kondensator elektrolitik jo polar, me një kapacitet prej 1000uF dhe një tension prej 16V. Pasi tensioni i aplikuar tejkalon 18V, rryma e rrjedhjes rritet papritur dhe temperatura dhe presioni brenda kondensatorit rriten. Përfundimisht, guarnicioni prej gome në pjesën e poshtme të kondensatorit shpërthen dhe elektrodat e brendshme shkëputen si kokoshka.
(shpërthim mbitensionesh me kondensator elektrolitik jo polar)
Duke lidhur një termoçift me një kondensator, është e mundur të matet procesi me të cilin temperatura e kondensatorit ndryshon ndërsa rritet tensioni i aplikuar. Figura e mëposhtme tregon kondensatorin jo polar në procesin e rritjes së tensionit, kur tensioni i aplikuar tejkalon vlerën e tensionit të përballueshëm, temperatura e brendshme vazhdon të rritet.
(Marrëdhënia midis tensionit dhe temperaturës)
Figura më poshtë tregon ndryshimin e rrymës që rrjedh nëpër kondensator gjatë të njëjtit proces. Mund të shihet se rritja e rrymës është arsyeja kryesore për rritjen e temperaturës së brendshme. Në këtë proces, tensioni rritet në mënyrë lineare, dhe ndërsa rryma rritet ndjeshëm, grupi i furnizimit me energji bën që tensioni të bjerë. Së fundmi, kur rryma tejkalon 6A, kondensatori shpërthen me një zhurmë të madhe.
(Marrëdhënia midis tensionit dhe rrymës)
Për shkak të vëllimit të madh të brendshëm të kondensatorit elektrolitik jo polar dhe sasisë së elektrolitit, presioni i gjeneruar pas tejmbushjes është i madh, duke rezultuar në mosthyerjen e rezervuarit të lehtësimit të presionit në pjesën e sipërme të mbështjelljes dhe shpërthimin e gomës izoluese në pjesën e poshtme të kondensatorit.
2, shpërthimi i kondensatorit elektrolitik polar
Për kondensatorët polarë elektrolitikë, aplikohet një tension. Kur tensioni tejkalon tensionin e përballimit të kondensatorit, rryma e rrjedhjes gjithashtu do të rritet ndjeshëm, duke shkaktuar mbinxehjen dhe shpërthimin e kondensatorit.
Figura më poshtë tregon kondensatorin elektrolitik kufizues, i cili ka një kapacitet prej 1000uF dhe një tension prej 16V. Pas mbitensionit, procesi i presionit të brendshëm lirohet përmes rezervuarit të sipërm të lehtësimit të presionit, kështu që shmanget procesi i shpërthimit të kondensatorit.
Figura e mëposhtme tregon se si ndryshon temperatura e kondensatorit me rritjen e tensionit të aplikuar. Ndërsa tensioni i afrohet gradualisht tensionit të përballimit të kondensatorit, rryma e mbetur e kondensatorit rritet dhe temperatura e brendshme vazhdon të rritet.
(Marrëdhënia midis tensionit dhe temperaturës)
Figura e mëposhtme është ndryshimi i rrymës së rrjedhjes së kondensatorit, kondensatorit elektrolitik nominal 16V, në procesin e testimit, kur tensioni tejkalon 15V, rrjedhja e kondensatorit fillon të rritet ndjeshëm.
(Marrëdhënia midis tensionit dhe rrymës)
Nëpërmjet procesit eksperimental të dy kondensatorëve të parë elektrolitikë, mund të shihet gjithashtu se limiti i tensionit të kondensatorëve të tillë elektrolitikë të zakonshëm është 1000uF. Për të shmangur prishjen e tensionit të lartë të kondensatorit, kur përdorni kondensatorin elektrolitik, është e nevojshme të lini një diferencë të mjaftueshme sipas luhatjeve aktuale të tensionit.
3,kondensatorë elektrolitikë në seri
Kur është e përshtatshme, një kapacitet më i madh dhe një tension rezistence më i madh i kapacitetit mund të merren përkatësisht me lidhje paralele dhe serike.
(kokoshka me kondensator elektrolitik pas shpërthimit të mbipresionit)
Në disa aplikime, tensioni i aplikuar në kondensator është tension AC, siç janë kondensatorët çiftëzues të altoparlantëve, kompensimi i fazës së rrymës alternative, kondensatorët e zhvendosjes së fazës së motorit, etj., që kërkojnë përdorimin e kondensatorëve elektrolitikë jo polarë.
Në manualin e përdoruesit të dhënë nga disa prodhues të kondensatorëve, jepet gjithashtu përdorimi i kondensatorëve tradicionalë polarë në seri të lidhura shpinë më shpinë, domethënë, dy kondensatorë në seri së bashku, por me polaritet të kundërt për të marrë efektin e kondensatorëve jo polarë.
(kapaciteti elektrolitik pas shpërthimit të mbitensionit)
Më poshtë është një krahasim i kondensatorit polar në aplikimin e tensionit përpara, tensionit të kundërt, dy kondensatorë elektrolitikë të lidhur në seri në tre raste të kapacitetit jopolar, rryma e rrjedhjes ndryshon me rritjen e tensionit të aplikuar.
1. Tensioni përpara dhe rryma e rrjedhjes
Rryma që rrjedh nëpër kondensator matet duke lidhur një rezistencë në seri. Brenda diapazonit të tolerancës së tensionit të kondensatorit elektrolitik (1000uF, 16V), tensioni i aplikuar rritet gradualisht nga 0V për të matur marrëdhënien midis rrymës përkatëse të rrjedhjes dhe tensionit.
(kapacitet serik pozitiv)
Figura e mëposhtme tregon marrëdhënien midis rrymës së rrjedhjes dhe tensionit të një kondensatori elektrolitik alumini polar, i cili është një marrëdhënie jolineare me rrymën e rrjedhjes nën 0.5mA.
(Marrëdhënia midis tensionit dhe rrymës pas serisë së drejtpërdrejtë)
2, tension i kundërt dhe rrymë rrjedhjeje
Duke përdorur të njëjtën rrymë për të matur marrëdhënien midis tensionit të drejtimit të aplikuar dhe rrymës së rrjedhjes së kondensatorit elektrolitik, nga figura më poshtë mund të shihet se kur tensioni i kundërt i aplikuar tejkalon 4V, rryma e rrjedhjes fillon të rritet me shpejtësi. Nga pjerrësia e kurbës së mëposhtme, kapaciteti elektrolitik i kundërt është ekuivalent me një rezistencë prej 1 ohm.
(Tensioni i kundërt Marrëdhënia midis tensionit dhe rrymës)
3. Kondensatorë seri të lidhur me njëra-tjetrën
Dy kondensatorë elektrolitikë identikë (1000uF, 16V) janë të lidhur shpinë më shpinë në seri për të formuar një kondensator elektrolitik ekuivalent jo polar, dhe më pas matet kurba e marrëdhënies midis tensionit të tyre dhe rrymës së rrjedhjes.
(kapaciteti serik i polaritetit pozitiv dhe negativ)
Diagrami i mëposhtëm tregon marrëdhënien midis tensionit të kondensatorit dhe rrymës së rrjedhjes, dhe mund të shihni se rryma e rrjedhjes rritet pasi tensioni i aplikuar tejkalon 4V, dhe amplituda e rrymës është më pak se 1.5mA.
Dhe kjo matje është paksa e habitshme, sepse shihni që rryma e rrjedhjes së këtyre dy kondensatorëve në seri të njëpasnjëshme është në fakt më e madhe se rryma e rrjedhjes së një kondensatori të vetëm kur voltazhi aplikohet përpara.
(Marrëdhënia midis tensionit dhe rrymës pas serive pozitive dhe negative)
Megjithatë, për shkak të kohës, nuk pati test të përsëritur për këtë fenomen. Ndoshta një nga kondensatorët e përdorur ishte kondensatori i testit të tensionit të kundërt që u bë tani, dhe brenda kishte dëmtime, kështu që u gjenerua kurba e testit të mësipërm.
Koha e postimit: 25 korrik 2023
