რატომ ფეთქდება ელექტროლიტური კონდენსატორები? სიტყვა გასაგებად!

1. ელექტროლიტური კონდენსატორები 

ელექტროლიტური კონდენსატორები არის კონდენსატორები, რომლებიც წარმოიქმნება ელექტროდზე დაჟანგვის ფენით, ელექტროლიტის, როგორც საიზოლაციო ფენის მოქმედებით, რომელსაც ჩვეულებრივ აქვს დიდი სიმძლავრე. ელექტროლიტი არის თხევადი, ჟელე მსგავსი მასალა, მდიდარია იონებით და ელექტროლიტური კონდენსატორების უმეტესობა პოლარულია, ანუ მუშაობისას, კონდენსატორის დადებითი ელექტროდის ძაბვა ყოველთვის უნდა იყოს უფრო მაღალი ვიდრე უარყოფითი ძაბვა.

ელექტროლიტური კონდენსატორების მაღალი სიმძლავრე ასევე ეწირება ბევრ სხვა მახასიათებელს, როგორიცაა დიდი გაჟონვის დენი, დიდი ექვივალენტური სერიის ინდუქციურობა და წინააღმდეგობა, დიდი ტოლერანტობის შეცდომა და ხანმოკლე სიცოცხლე.

პოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორების გარდა, ასევე არსებობს არაპოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორები. ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში არის ორი სახის 1000uF, 16V ელექტროლიტური კონდენსატორები. მათ შორის, რაც უფრო დიდია არაპოლარული, უფრო პატარა კი პოლარული.

(არაპოლარული და პოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორები)

ელექტროლიტური კონდენსატორის შიგნით შეიძლება იყოს თხევადი ელექტროლიტი ან მყარი პოლიმერი, ხოლო ელექტროდის მასალა ჩვეულებრივ არის ალუმინი (ალუმინი) ან ტანტალი (ტანდალუმი). ქვემოთ მოცემულია საერთო პოლარული ალუმინის ელექტროლიტური კონდენსატორი სტრუქტურის შიგნით, ელექტროდების ორ ფენას შორის არის ელექტროლიტში გაჟღენთილი ბოჭკოვანი ქაღალდის ფენა, პლუს საიზოლაციო ქაღალდის ფენა, რომელიც გადაკეთდა ცილინდრში, დალუქული ალუმინის გარსში.

(ელექტროლიტური კონდენსატორის შიდა სტრუქტურა)

ელექტროლიტური კონდენსატორის დაშლისას ნათლად ჩანს მისი ძირითადი სტრუქტურა. ელექტროლიტის აორთქლებისა და გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად, კონდენსატორის პინის ნაწილი ფიქსირდება დალუქვის რეზინით.

რა თქმა უნდა, ფიგურაში ასევე ნაჩვენებია შიდა მოცულობის განსხვავება პოლარულ და არაპოლარულ ელექტროლიტურ კონდენსატორებს შორის. იმავე სიმძლავრისა და ძაბვის დონეზე, არაპოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორი დაახლოებით ორჯერ დიდია, ვიდრე პოლარული.

(არაპოლარული და პოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორების შიდა სტრუქტურა)

ეს განსხვავება ძირითადად მოდის ორი კონდენსატორის შიგნით ელექტროდების ფართობის დიდი სხვაობიდან. არაპოლარული კონდენსატორის ელექტროდი არის მარცხნივ, ხოლო პოლარული ელექტროდი არის მარჯვნივ. ფართობის სხვაობის გარდა, ორი ელექტროდის სისქე ასევე განსხვავებულია, ხოლო პოლარული კონდენსატორის ელექტროდის სისქე უფრო თხელია.

(სხვადასხვა სიგანის ელექტროლიტური კონდენსატორის ალუმინის ფურცელი)

2. კონდენსატორის აფეთქება

როდესაც კონდენსატორის მიერ გამოყენებული ძაბვა აღემატება მის გაუძლო ძაბვას, ან როდესაც პოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორის ძაბვის პოლარობა შებრუნებულია, კონდენსატორის გაჟონვის დენი მკვეთრად მოიმატებს, რაც გამოიწვევს კონდენსატორის და ელექტროლიტის შიდა სითბოს ზრდას. გამოიმუშავებს დიდი რაოდენობით გაზს.

კონდენსატორის აფეთქების თავიდან ასაცილებლად, კონდენსატორის კორპუსის თავზე არის დაჭერილი სამი ღარი, რათა კონდენსატორის ზედა ნაწილი ადვილად გატეხოს მაღალი წნევის ქვეშ და გაათავისუფლოს შიდა წნევა.

(ასაფეთქებელი ავზი ელექტროლიტური კონდენსატორის ზედა ნაწილში)

თუმცა, ზოგიერთი კონდენსატორი წარმოების პროცესში, ზედა ღარზე დაჭერა არ არის კვალიფიცირებული, კონდენსატორის შიგნით ზეწოლა გამოიწვევს კონდენსატორის ბოლოში დალუქვის რეზინის ამოფრქვევას, ამ დროს კონდენსატორის შიგნით წნევა მოულოდნელად თავისუფლდება, ჩამოყალიბდება. აფეთქება.

1, არაპოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორის აფეთქება

ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს ხელთ არსებული არაპოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორის სიმძლავრით 1000uF და ძაბვით 16V. მას შემდეგ, რაც გამოყენებული ძაბვა გადააჭარბებს 18 ვ-ს, გაჟონვის დენი უეცრად იზრდება, ხოლო ტემპერატურა და წნევა კონდენსატორის შიგნით იზრდება. საბოლოოდ, კონდენსატორის ბოლოში რეზინის ლუქი იფეთქება და შიდა ელექტროდები პოპკორნის მსგავსად იშლება.

(არაპოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორის ზედმეტი ძაბვის აფეთქება)

თერმოწყვილის კონდენსატორზე მიბმულით, შესაძლებელია გაზომოთ პროცესი, რომლის დროსაც კონდენსატორის ტემპერატურა იცვლება გამოყენებული ძაბვის მატებასთან ერთად. შემდეგი სურათი გვიჩვენებს არაპოლარული კონდენსატორი ძაბვის გაზრდის პროცესში, როდესაც გამოყენებული ძაბვა აღემატება გამძლე ძაბვის მნიშვნელობას, შიდა ტემპერატურა აგრძელებს პროცესის ზრდას.

(ურთიერთობა ძაბვასა და ტემპერატურას შორის)

ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა აჩვენებს დენის ცვლილებას, რომელიც მიედინება კონდენსატორში იმავე პროცესის დროს. ჩანს, რომ დენის მატება შიდა ტემპერატურის მატების მთავარი მიზეზია. ამ პროცესში ძაბვა წრფივად იზრდება და დენი მკვეთრად მატულობს, ელექტრომომარაგების ჯგუფი ახდენს ძაბვის ვარდნას. საბოლოოდ, როდესაც დენი აჭარბებს 6A-ს, კონდენსატორი აფეთქებს ხმამაღალი აფეთქებით.

(ურთიერთობა ძაბვასა და დენს შორის)

არაპოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორის დიდი შიდა მოცულობისა და ელექტროლიტის ოდენობის გამო, გადინების შემდეგ წარმოქმნილი წნევა უზარმაზარია, რის შედეგადაც ჭურვის ზედა ნაწილში წნევის შემცირების ავზი არ იშლება, ხოლო დალუქვის რეზინი ბოლოში. კონდენსატორის აფეთქება ღიაა.

2, პოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორის აფეთქება 

პოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორებისთვის გამოიყენება ძაბვა. როდესაც ძაბვა აღემატება კონდენსატორის გამძლე ძაბვას, გაჟონვის დენი ასევე მკვეთრად მოიმატებს, რაც იწვევს კონდენსატორის გადახურებას და აფეთქებას.

ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს შემზღუდველი ელექტროლიტური კონდენსატორი, რომელსაც აქვს სიმძლავრე 1000uF და ძაბვა 16V. გადაჭარბებული ძაბვის შემდეგ, შიდა წნევის პროცესი თავისუფლდება ზედა წნევის შემსუბუქების ავზში, ასე რომ, კონდენსატორის აფეთქების პროცესი თავიდან აცილებულია.

შემდეგი სურათი გვიჩვენებს, თუ როგორ იცვლება კონდენსატორის ტემპერატურა გამოყენებული ძაბვის მატებასთან ერთად. როდესაც ძაბვა თანდათან უახლოვდება კონდენსატორის გაუძლო ძაბვას, კონდენსატორის ნარჩენი დენი იზრდება და შიდა ტემპერატურა აგრძელებს მატებას.

(ურთიერთობა ძაბვასა და ტემპერატურას შორის)

შემდეგი ფიგურა არის კონდენსატორის, ნომინალური 16 ვ ელექტროლიტური კონდენსატორის გაჟონვის დენის ცვლილება, ტესტირების პროცესში, როდესაც ძაბვა აჭარბებს 15 ვ-ს, კონდენსატორის გაჟონვა იწყებს მკვეთრ მატებას.

(ურთიერთობა ძაბვასა და დენს შორის)

პირველი ორი ელექტროლიტური კონდენსატორის ექსპერიმენტული პროცესის საშუალებით, ასევე ჩანს, რომ ასეთი 1000uF ჩვეულებრივი ელექტროლიტური კონდენსატორების ძაბვის ზღვარი. კონდენსატორის მაღალი ძაბვის ავარიის თავიდან აცილების მიზნით, ელექტროლიტური კონდენსატორის გამოყენებისას აუცილებელია ძაბვის რეალური რყევების მიხედვით საკმარისი ზღვარის დატოვება.

3,ელექტროლიტური კონდენსატორები სერიებში

საჭიროების შემთხვევაში, უფრო დიდი ტევადობა და უფრო დიდი ტევადობა გაუძლოს ძაბვას შეიძლება მიღებულ იქნას, შესაბამისად, პარალელური და სერიული კავშირით.

(ელექტროლიტური კონდენსატორის პოპკორნი ზედმეტი წნევის აფეთქების შემდეგ)

ზოგიერთ აპლიკაციაში, კონდენსატორზე გამოყენებული ძაბვა არის AC ძაბვა, როგორიცაა დინამიკების დაწყვილების კონდენსატორები, ალტერნატიული დენის ფაზის კომპენსაცია, ძრავის ფაზის გადანაცვლების კონდენსატორები და ა.შ., რაც მოითხოვს არაპოლარული ელექტროლიტური კონდენსატორების გამოყენებას.

კონდენსატორების ზოგიერთი მწარმოებლის მიერ მოწოდებულ ინსტრუქციებში ასევე მოცემულია, რომ ტრადიციული პოლარული კონდენსატორების გამოყენება ზურგის უკან სერიებით, ანუ ორი კონდენსატორი სერიით ერთად, მაგრამ პოლარობა საპირისპიროა, რათა მივიღოთ არა-ის ეფექტი. პოლარული კონდენსატორები.

(ელექტროლიტური ტევადობა ზედმეტი ძაბვის აფეთქების შემდეგ)

ქვემოთ მოცემულია პოლარული კონდენსატორის შედარება წინა ძაბვის, საპირისპირო ძაბვის, ორი ელექტროლიტური კონდენსატორის უკანა სერიების გამოყენებისას არაპოლარული ტევადობის სამ შემთხვევაში, გაჟონვის დენი იცვლება გამოყენებული ძაბვის ზრდით.

1. წინა ძაბვა და გაჟონვის დენი

დენი, რომელიც მიედინება კონდენსატორში, იზომება რეზისტორის სერიაში შეერთებით. ელექტროლიტური კონდენსატორის ძაბვის ტოლერანტობის დიაპაზონში (1000uF, 16V), გამოყენებული ძაბვა თანდათან იზრდება 0V-დან, რათა გავზომოთ კავშირი შესაბამის გაჟონვის დენსა და ძაბვას შორის.

(დადებითი სერიის ტევადობა)

შემდეგი სურათი გვიჩვენებს კავშირი პოლარული ალუმინის ელექტროლიტური კონდენსატორის გაჟონვის დენსა და ძაბვას შორის, რომელიც არის არაწრფივი კავშირი გაჟონვის დენთან 0,5 mA-ზე ქვემოთ.

(ურთიერთობა ძაბვასა და დენს შორის წინა სერიის შემდეგ)

2, საპირისპირო ძაბვა და გაჟონვის დენი

იგივე დენის გამოყენებით მიმართულების მიმართულების ძაბვასა და ელექტროლიტური კონდენსატორის გაჟონვის დენს შორის კავშირის გასაზომად, ქვემოთ მოცემული ფიგურიდან ჩანს, რომ როდესაც გამოყენებული საპირისპირო ძაბვა აღემატება 4 ვ-ს, გაჟონვის დენი იწყებს სწრაფად მატებას. შემდეგი მრუდის ფერდობიდან, საპირისპირო ელექტროლიტური ტევადობა უდრის 1 ohms-ის წინააღმდეგობას.

(უკუ ძაბვა კავშირი ძაბვასა და დენს შორის)

3. უკუ სერიის კონდენსატორები

ორი იდენტური ელექტროლიტური კონდენსატორი (1000uF, 16V) დაკავშირებულია ზედიზედ, რათა შექმნან არაპოლარული ეკვივალენტური ელექტროლიტური კონდენსატორი, შემდეგ კი იზომება ურთიერთობის მრუდი მათ ძაბვასა და გაჟონვის დენს შორის.

(დადებითი და უარყოფითი პოლარობის სერიის ტევადობა)

შემდეგი დიაგრამა გვიჩვენებს კავშირი კონდენსატორის ძაბვასა და გაჟონვის დენს შორის და ხედავთ, რომ გაჟონვის დენი იზრდება მას შემდეგ, რაც გამოყენებული ძაბვა გადააჭარბებს 4 ვ-ს, ხოლო დენის ამპლიტუდა 1,5 mA-ზე ნაკლებია.

და ეს გაზომვა ცოტა გასაკვირია, რადგან ხედავთ, რომ ამ ორი უკუ სერიის კონდენსატორის გაჟონვის დენი რეალურად უფრო მეტია, ვიდრე ერთი კონდენსატორის გაჟონვის დენი, როდესაც ძაბვა გამოიყენება წინ.

(დაკავშირება ძაბვასა და დენს შორის დადებითი და უარყოფითი სერიების შემდეგ)

თუმცა, დროის მიზეზების გამო, ამ ფენომენის განმეორებითი ტესტი არ ყოფილა. შესაძლოა, ერთ-ერთი გამოყენებული კონდენსატორი სწორედ ახლა იყო საპირისპირო ძაბვის ტესტის კონდენსატორი და შიგნით იყო დაზიანება, ამიტომ შეიქმნა ზემოთ ტესტის მრუდი.