ما هو المكثف الالكتروليتي: البناء ، والرموز و Adavantages

جرب أداة القضاء على المشاكل





كهربائيا مكثف يُعرف شعبياً باسم مكثف مستقطب ، حيث يكون الأنود أكثر إيجابية الجهد االكهربى من الكاثود. يتم استخدامها في تطبيقات التصفية ، والمرشحات منخفضة التمرير ، ودوائر مكبر الصوت ، وغيرها الكثير. تشكل المعادن مثل الألمنيوم والتنتالوم والنيوبيوم والمنغنيز وما إلى ذلك طبقة أكسيد في العملية الكهروكيميائية ، والتي تمنع تدفق التيار الكهربائي في اتجاه واحد ولكنها تسمح بتدفق التيار في الاتجاه المعاكس. لوحظ هذه الظاهرة لأول مرة من قبل يوهان هاينريش بوف (1805-1878) ، الفيزيائي والكيميائي الألماني في عام 1857. كان الباحث والمؤسس الفرنسي يوجين دوكريتيت في عام 1875 أول شخص يطبق هذه الفكرة واخترع مصطلح 'معدن الصمام' لهذه الفكرة. المعادن. تم فصل التطوير الفعلي للمكثفات الإلكتروليتية برقائق ملفوفة بورق بدأ بواسطة A. Eckel من Hydra-Werke (ألمانيا) في عام 1927 جنبًا إلى جنب مع فكرة Samuel Ruben للبناء المكدس.

ما هو المكثف الالكتروليتي؟

تعريف المكثف الإلكتروليتي هو ، مكثف مستقطب له جهد موجب أعلى أو أكثر من القطب الموجب. الكاثود. كما يوحي الاسم ، فهو مكثف مستقطب ووظيفة مكثف إلكتروليت ، يستخدم إلكتروليتًا للعمل بجهد أعلى أو أكثر إيجابية على الأنود من الكاثود. لذلك ، يتم الإشارة إلى محطة الأنود بعلامة موجبة ، بينما يتم الإشارة إلى الكاثود بعلامة سلبية. قد يؤدي تطبيق جهد قطبي عكسي يتراوح من 1 إلى 1.5 فولت إلى تدمير المكثف والعزل الكهربائي والنتيجة خطيرة ، مما يؤدي إلى حدوث انفجار أو حريق.




يستخدم مكثف إلكتروليت إلكتروليت ، على شكل مادة صلبة أو سائلة أو هلامية - يعمل ككاثود أو صفيحة سالبة لتحقيق سعة أعلى بكثير لكل وحدة حجم. من ناحية أخرى ، تعمل الصفيحة الموجبة أو الأنود المصنوع من المعدن كطبقة أكسيد عازلة تتشكل من خلال الأنودة. هذا يسمح لطبقة الأكسيد بالعمل كعزل كهربائي للمكثف.

بناء

يشتمل بناء المكثف الكهربائي على طبقتين رفيعتين من رقائق الألومنيوم - الرقاقة العادية والرقائق المحفور. يتم فصل هاتين الرقائق بواسطة إلكتروليت. لإعداد قطبية الرقائق ، يتم تأكسيدها عن طريق زراعة طبقة رقيقة من أكسيد الألومنيوم كيميائيًا لتشكيل الأنود وتميز نفسها عن الكاثود. في عملية بناء مكثف كهربائيا ، يتم تشكيل الكاثود والأنود المؤكسد ، والذي يتم فصله بواسطة إلكتروليت (ورق مبلل بالكهرباء).



أثناء التشغيل القياسي ، يتم تثبيت القطب الموجب على القطب الموجب فيما يتعلق بالكاثود ، ومن ثم يشار إلى الكاثود بعلامة سلبية (-) على جسم المكثف. نظرًا لأن الألومنيوم هو جهاز مستقطب ، فإن تطبيق الجهد العكسي على هذه المحطات سيؤدي إلى عزل المكثف ، مما يؤدي إلى إتلاف المكثف.

الخاصية الفريدة لمكثف الألومنيوم هي عملية الشفاء الذاتي لمكثف تالف. أثناء الجهد العكسي ، تتم إزالة طبقة الأكسيد من الرقاقة ، مع السماح للتيار بالمرور من رقاقة إلى أخرى.


رمز مكثف كهربائيا

يظهر رمز مكثف الإلكتروليت في الشكل أدناه. رموز المكثف من نوعين. يمثل الرمز الثاني (ب) المكثف المستقطب ، والذي يمكن أن يكون مكثفًا كهربائيًا أو مكثفًا تنتالومًا. تشير اللوحة المنحنية الموجودة على الرمز إلى أن المكثف مستقطب وهو الكاثود ، والذي يتم تثبيته بجهد أقل من الأنود. يمثل الرمز الأول (أ) في الشكل أدناه المكثف غير المستقطب.

قطبية

معرفة قطبية أي جهاز مهم لبناء أي الدوائر الإلكترونية . يمكن أن يؤدي الاتصال في المنطقة الأخرى إلى تدمير المكثف. على الرغم من أن بعض المكثفات ليست مستقطبة ، مثل المكثفات الخزفية (1 درجة فهرنهايت أو أقل) ، يمكن توصيلها بأي من الاتجاهين.

مكثف السيراميك

مكثف السيراميك

في بعض الحالات ، يكون الرصاص الموجب للمكثف أطول من السالب السالب. في بعض الأحيان ، يتم قطع أطراف المكثف ، حيث يجب على المستخدم توخي الحذر عند توصيل المكثف.

تتكون مكثفات التنتالوم والألمنيوم من قطبية مميزة بعلامة الجمع (+) التي تشير إلى جانب الأنود.

يتكون نوع المنحل بالكهرباء غير الصلب للمكثف الكهربائي من قطبية مميزة بعلامة ناقص (-) تشير إلى جانب الكاثود.

غير صلب

غير صلب

يتكون نوع المنحل بالكهرباء الصلبة من المكثفات الإلكتروليتية من قطبية مميزة بعلامة زائد تشير إلى جانب الأنود ، ولكنها غائبة للمكثفات الأسطوانية التي يقودها البوليمر ومكثفات SMD.

صلب

صلب

قيم المكثفات الالكتروليتية

اعتمادًا على هيكل الأنود والإلكتروليت ، تميل قيم السعة الإلكتروليتية إلى التأثر. مع إلكتروليت غير صلب ، تعرض المكثفات الإلكتروليتية انحرافًا أوسع لنطاقات التردد ودرجة الحرارة عن الشوارد الصلبة.

يتم التعبير عن الوحدة الأساسية لمكثف التحليل الكهربائي بالميكروفاراد (μF). في أوراق البيانات التي أعدتها الشركات المصنعة ، تم ذكر قيمة السعة على أنها السعة المقدرة (CR) أو السعة الاسمية (CN). هذه هي القيم التي تم تصميم السعة من أجلها.

المكثفات الإلكتروليتية هي الهيكل الأسطواني الكبير ، وهو مستقطب وأعلى السعة .

يتم طباعة القيم والوحدات الخاصة بالمكثفات الإلكتروليتية بشكل مقروء على جسم المكثفات. بدءًا من اليسار إلى اليمين ، 1 درجة فهرنهايت ، 10 درجات فهرنهايت ، 100 درجة فهرنهايت ، 1000 درجة فهرنهايت.

أنواع المكثفات الالكتروليتية

بناءً على نوع المادة والإلكتروليت المستخدم ، يتم تصنيف المكثفات الإلكتروليتية إلى الأنواع التالية.

مكثف الالومنيوم كهربائيا

مكثفات الألمنيوم الالكتروليتية هي مكثفات مستقطبة ، حيث يتكون طرف الأنود (+) من رقائق الألومنيوم جنبًا إلى جنب مع سطح محفور. تنتج عملية الأنودة طبقة عازلة رقيقة من الأكسيد ، والتي تعمل كعزل كهربائي. يتكون الكاثود من خلال رقائق الألومنيوم الثانية عندما يخفي المنحل بالكهرباء غير الصلب مساحة السطح الخشنة لطبقة الأكسيد.

مكثف غير كهربائيا

المكثفات غير الإلكتروليتية هي تلك المكثفات التي تتكون من 'مادة عازلة' كعزل كهربائي في صورة غير إلكتروليتية. هذا النوع من المكثفات غير مستقطب وله استخدامات عديدة.

مكثف التنتالوم كهربائيا

يوفر مكثف التنتالوم الكهربائي تيارًا أقل للتسرب و ESR. يستخدم معدن التنتالوم الذي يعمل كأنود ، محاطًا بطبقة من الأكسيد ليعمل كعازل للكهرباء ، وملفوفًا بمهبط موصل. هذه المكثفات هي أجهزة مستقطبة بطبيعتها ومستقرة للغاية. يعمل بكفاءة بتردد استثنائي عند توصيله بشكل صحيح.

أكسيد النيوبيوم- مكثف كهربائيا

يشبه بناء مكثفات أكسيد النيوبيوم الإلكتروليتية مكثفات التنتالوم. استخدم أكسيد النيوبيوم بدلاً من معدن التنتالوم ليكون بمثابة الأنود. أكسيد النيوبيوم متوفر بكثرة ويوفر خصائص مستقرة للغاية من مكثف التنتالوم.

الاستخدامات / التطبيقات

مجال واسع من مكثف كهربائيا التطبيقات على النحو التالي

  • تستخدم في تطبيقات التصفية لتقليل التموج في مصادر الطاقة
  • يستخدم كمرشح تمرير منخفض لتنعيم إشارات الإدخال والإخراج
  • تستخدم في دوائر تضخيم الصوت كمرشحات لتقليل همهمة

المميزات والعيوب

مزايا مكثف كهربائيا نكون

  • تستخدم لتحقيق قيمة السعة العالية
  • تستخدم في تطبيقات التردد المنخفض
  • تُفضل مكثفات التنتالوم على الأنواع الأخرى بسبب عيوب الثبات العالي لمكثف التحليل الكهربائي كما يلي:
  • يجب الانتباه للتأكد من أن المكثفات يتم تصحيحها باستخدام المحطات الصحيحة
  • قد يؤدي الجهد العكسي إلى تلف المكثف
  • يتأثر بسهولة بسبب تغير درجة الحرارة
  • المكثف عند استخدامه مع مزيج من غير المنحل بالكهرباء يزيد من حجم المكثف

الأسئلة الشائعة

1. أين تستخدم المكثفات الإلكتروليتية؟

يتم استخدامها في تطبيقات الترشيح ، ودوائر تضخيم الصوت ، وفي المرشحات منخفضة التمرير

2. كيف تتعرف على المكثف الإلكتروليتي؟

عادة ما يتم تمييز المكثفات الإلكتروليتية بشريط يشير إلى السالب السالب. عادة ما يكون الرصاص الإيجابي أطول من الرصاص السالب.

3. هل تحتوي المكثفات على زيت؟

نعم. المكثفات المملوءة بالزيت متوفرة وهي عمومًا ذات طاقة عالية وجهد عالي.

4. هل المكثف الكهربائي AC أو DC؟

تستخدم المكثفات الإلكتروليتية بشكل عام في الدوائر المزودة بمصدر طاقة تيار مستمر. قد يؤدي جهد التيار المتردد إلى تلف المكثف.

5. ما هو متوسط ​​عمر المكثف؟

من المتوقع أن يكون متوسط ​​عمر المكثف 15 عامًا. يمكن تقليل العمر الافتراضي إذا كان تيار التموج مفرطًا ويسخن المكثف.

في هذه المقالة ، يتعرف القارئ على رؤى المكثف الإلكتروليتي. ناقشنا التعريف والبناء والقطبية والوسم والتطبيقات والمزايا والعيوب. علاوة على ذلك ، يمكن للقارئ معرفة أنواع التحليل الكهربائي المكثفات .