Ηλεκτρολυτικό καπασίτορ

Ένας ηλεκτρολυτικός καπασίτορας είναι ένα ειδικό είδος καπασίτορα που χρησιμοποιεί ηλεκτρόλυτο για την επίτευξη υψηλότερης ικανότητας με τιμές από 1 μF έως 50 mF, σε αντίθεση με άλλους καπασίτορες. Το ηλεκτρόλυτο είναι μια λύση με υψηλή συγκέντρωση ιόντων. Οι ηλεκτρολυτικοί καπασίτορες αλουμινίου, ταντάλιου και νιοβίου είναι τρία είδη ηλεκτρολυτικών καπασίτων. Για παράδειγμα, στον ηλεκτρολυτικό καπασίτορα αλουμινίου, χρησιμοποιούνται δύο φοίλια αλουμινίου ως ηλεκτρόδες. Το φοίλι αλουμινίου με καθαρότητα περίπου (99.9%) και πάχος περίπου 20-100 μm γίνεται ο ανώδων, ενώ ο κάτωδων μπορεί να είναι με καθαρότητα περίπου 97.8%. Λόγω της ηλεκτροχημικής διαδικασίας (ανοδοποίηση) του ανώδων, δημιουργείται ένα στρώμα οξειδίου αλουμινίου στην επιφάνειά του, ενώ στον κάτωδων δημιουργείται επίσης ένα στρώμα οξειδίου, αλλά είναι τόσο λεπτό που δεν χρησιμοποιείται. Το στρώμα οξειδίου που δημιουργείται στην επιφάνεια του ανώδων λειτουργεί ως ηλεκτρολυτικό μέσο για τον καπασίτορα και είναι υπεύθυνο για τη υψηλή ικανότητα ανά μονάδα όγκου σε σύγκριση με άλλους καπασίτορες.

Η επιφάνεια και του ανώδων και του κάτωδων είναι ραγισμένη για να αυξηθεί η επιφάνεια και έτσι να αυξηθεί η ικανότητα ανά μονάδα όγκου. Η κατασκευή ενός ηλεκτρολυτικού καπασίτορα περιλαμβάνει τη στοίχηση δύο φοίλιων αλουμινίου με ένα διαχωριστικό, δηλαδή ένα χαρτί που είναι μούλινο με ηλεκτρόλυτο, για να αποφευχθεί η άμεση επαφή μεταξύ των δύο φοίλιων και να προληφθεί η μαζική σύνδεση των πλακών.

Η στοιχειοθεσία κυλίνδρου είναι συλλογικά συλλογισμένη και τοποθετείται σε έναν κυλινδρικό μεταλλικό κανόνα για την παροχή μηχανικής αντοχής, έτσι ώστε να παρέχεται μια συμπαγή και αντοχή σχήμα. Οι ηλεκτρολυτικοί καπασίτορες, λόγω της αντοχής και της συμπαγής σχεδίασής τους, χρησιμοποιούνται σε διάφορα ηλεκτρικά συστήματα όπως στη μητρική πλάκα υπολογιστή. Χρησιμοποιούνται ευρέως ως φίλτρα θορύβου σε ηλεκτρονικές συνδέσεις, φίλτρα αρμονικών σε πηγές ενέργειας και SMPS, κλπ. Οι ηλεκτρολυτικοί καπασίτορες είναι πολικοποιημένοι καπασίτορες, σε αντίθεση με άλλους τύπους καπασίτων, οπότε πρέπει να συνδέονται σωστά στις συνδέσεις με την επισημασμένη πολικότητα. Εάν συνδέσουμε έναν ηλεκτρολυτικό καπασίτορα με αντίθετη πολικότητα στη σύνδεση, η αντίστροφη τάση που εφαρμόζεται στο μεταλλικό φοίλι θα καταστρέψει το στρώμα οξειδίου που δημιουργήθηκε στον ανώδων, και έτσι θα προκύψει μια μαζική σύνδεση, η οποία θα προκαλέσει υπερβολική ροή ηλεκτρονίων μέσω του καπασίτορα, προκαλώντας θέρμανση, η οποία οδηγεί στην διάσπαση του καπασίτορα.

Για την προστασία του καπασίτορα, πρέπει να συνδέεται με σωστή πολικότητα, ειδικά στις συνδέσεις που περιλαμβάνουν εφαρμογές υψηλής ισχύος. Ένας ηλεκτρολυτικός καπασίτορας δεν είναι κατάλληλος για απόκριση συχνότητας πάνω από 100 kHz. Έχει υψηλή ροή διαρροής, γι' αυτό τα συστατικά γίνονται ζεστά και διασπάνται όταν χρησιμοποιούνται για μεγάλη διάρκεια. Η διάρκεια ζωής του συστατικού είναι πολύ περιορισμένη περίπου 1000 ώρες, και πρέπει να αντικαθιστούνται από τη σύνδεση μετά από συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Ο ηλεκτρολυτικός καπασίτορας παράγει υπερβολική θερμότητα όταν χρησιμοποιούνται σήματα υψηλής συχνότητας και υψηλής αμπλιτούδας λόγω της υψηλής εσωτερικής αντίστασής του. Η τάση που εφαρμόζεται στο φοίλι πρέπει να είναι εντός των ορίων για να αποφευχθεί η κατάρρευση του διελεκτρικού και να προληφθεί η θέρμανση του καπασίτορα λόγω υπερβολικής ροής που είναι απαιτούμενη. Η υψηλή ικανότητα, το μικρό μέγεθος και η χαμηλή κόστους του ηλεκτρολυτικού καπασίτορα είναι υπεύθυνες για την ευρεία χρήση του σε διάφορα ηλεκτρικά συστήματα που περιλαμβάνουν υψηλή ροή ή χαμηλή συχνότητα λειτουργίας, συνήθως κάτω από 100KHZ εφαρμογές.

Πηγή: Electrical4u.

Δήλωση: Αξιοποιήστε το αρχικό, καλά άρθρα αξίζουν κοινοποίηση, αν υπάρχει παραβίαση δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας παρακαλώ επικοινωνήστε για διαγραφή.