Полярный конденсатор
Если максимальное значение переменного напряжения, приложенного к полярному конденсатору, невелико, по сравнению с тем напряжением, при котором проводилась формовка оксидного слоя, то в течение некоторого времени конденсатор может работать без заметного ухудшения своих характеристик. Тем не менее применять полярные конденсаторы даже при малых значениях переменного напряжения для длительной работы не рекомендуется, если вместе с переменным напряжением к конденсатору не прикладывается одновременно поляризующее постоянное напряжение, превышающее по величине амплитуду переменного напряжения. [16]
Сухие неполярные электролитические конденсаторы имеют две анодные фольги, заформованные в одном электролите при одинаковом напряжении. Технология изготовления таких конденсаторов ничем не отличается от изготовления полярных конденсаторов. Некоторое изменение в технологии имеет место при намотке секций, так как вместо катодной фольги закладывается вторая анодная пластина. [17]
Если иммунитет не справляется с попаданием глистов, то паразиты в организме человека начинают вызывать различные заболевания. Читать далее...
Емкости двух оксидных слоев в таком конденсаторе соединены последовательно, а потому его удельная емкость соответственно снижена; при равной емкости объем неполярного конденсатора будет в два раза больше, чем полярного. Следует отметить, что неполярный конденсатор обладает свойствами системы из двух встречно-последовательно включенных полярных конденсаторов. но при одном и том же размере анодов объем его будет в два раза меньше, чем в этой системе, так как в нем отсутствуют две лишних волокнистых прокладки. [18]
Для предельных рабочих напряжений эти конденсаторы имеют средние габариты и массы десятки — сотни грамм. Конденсатор К50 — 6 имеет форму цилиндра с двумя односторонними выводами ( для полярных конденсаторов положительный вывод укорочен), а К52 — 2 — специфичную форму ЭТО. [19]
Таким образом, во внешнюю цепь может уходить только половина всего того заряда, который был связан на границах оксидного слоя, когда напряжение на конденсаторе имело максимальное значение. Это обстоятельство приводит к тому, что емкость неполярного электролитического конденсатора в два раза меньше, чем емкость полярного конденсатора. имеющего такую же поверхность анода, какую имеет каждая обкладка неполярного конденсатора. [21]
Таким образом, во внешнюю цепь может уходить только половина всего того заряда, который был связан на границах оксидного слоя, когда напряжение на конденсаторе имело максимальное значение. Это обстоятельство приводит: к тому, что емкость неполярного электролитического конденсатора в два раза меньше, чем емкость полярного конденсатора. имеющего такую же поверхность анода, какую имеет каждая обкладка неполярного конденсатора. [23]
Конденсаторы К50 — 15 выпускают полярными и неполярными. Последние допускают периодическое, непродолжительное включение их в цепь переменного тока. Полярные конденсаторы изготовляют с номинальными напряжениями от 6 3 до 250 В и емкостями от 2 2 до 680 мкФ, неполярные — от 25 до 100 В и от 4 7 до 100 мкФ соответственно. Диапазон рабочих температур этих конденсаторов от — — 60 до 85 С, срок службы 10000 ч, хранения — 12 лет. [24]
Основные недостатки электролитических конденсаторов состоят в том, что они являются полярными и имеют низкое сопротивление утечки. Полярность выводов обычно указывается на корпусе конденсатора. Так как полярные конденсаторы нормально работают только при одной полярности напряжения, то их применение ограничено цепями постоянного тока с ограниченным значением пульсаций напряжения. Специальные типы электролитических конденсаторов иногда используются в цепях переменного тока, например, в качестве пусковых конденсаторов электродвигателей. Емкости конденсаторов с сухим электролитом лежат в пределах от единиц до тысяч микрофарад, а рабочие напряжения достигают 500 В. [25]
Если полярный конденсатор включить в сеть переменного напряжения, то через его диэлектрик пойдет переменный ток, нагревая конденсатор, и он может выйти из строя. Например, полярный конденсатор с напряжением 250 В может работать в сети переменного напряжения 50 В при частоте 50 Гц. Внешними признаками выхода из строя бумажных и электролитических конденсаторов являются вздутие корпуса, отрыв торцевых изолирующих частей у выводов, отрыв выводов. [26]
Одной из обкладок электролитического конденсатора является вентильный металл, на котором создан оксидный слой. Только для системы вентильный металл — оксидный слой — электролит считалось возможным получить высокую электрическую прочность; нри анодном включении вентильного металла можно было обеспечивать Ера5 до 400 — 500 кв / мм, что значительно превышает кратковременные значения Епр для большинства других типов диэлектриков. Вместе с тем, при изменении полярности напряжения электрическая прочность резко падала и при катодном включении обычный электролитический конденсатор пропускал большой ток. Таким образом, приходилось считать, что для оксидного слоя характерна униполярная проводимость и что электролитический конденсатор является полярным конденсатором. [27]
Основная особенность устройств конденсаторной защиты, выполненных указанными способами, а также описанных выше выключателей характеризуется использованием тиристоров в качестве ключевого управляющего элемента. Это означает, что конденсатор не только является источником противотока, необходимого для запирания тиристоров преобразователя, но также выполняет функции элемента, осуществляющего ограничение и отключение аварийного тока и запирание тиристорного ключа. Практически вся электромагнитная энергия контура при этом переходит в энергию заряда конденсатора. Следствием этого является ряд недостатков, резко выраженных при защите преобразователей большой мощности. Во-первых, необходимы неполярные конденсаторы большой емкости, которая при напряжении заряда 1000 В может достигать 104 мкФ и более. Применение же полярных конденсаторов по специальной схеме приводит к существенному в 3 — 4 раза) дополнительному увеличению емкости. По сравнению с емкостью конденсаторов, необходимых лишь для снижения тока в цепи тиристоров преобразователя до нуля, емкость увеличивается по меньшей мере в 3 — 5 раз. Кроме того, из-за большой емкости коммутирующего конденсатора задерживается достижение максимума разрядным током конденсатора, что вызывает задержку начала ограничения аварийного тока до 2 — 3 мс. Таким образом, значительно снижается эффективность этого метода защиты. [28]
Полярные и неполярные конденсаторы — в чем отличие
Всевозможные типы конденсаторов. используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов. в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными.
В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности? В этом и попробуем сейчас разобраться.
Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.
Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой.
Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора.
Отрицательная обкладка (катод) — просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.
Полярный конденсатор
Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.
Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.
Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов.
Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.
Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.
А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.
Полярный конденсатор
На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.
Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.
Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.
Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
Отредактировано Egor1ca (15.05.2018 07:29:10)
