خازن الکترولیتی

یک کندانسور الکترولیتی نوع خاصی از کندانسور است که از الکترولیت برای دستیابی به ظرفیت بالاتر در محدوده ۱ میکروفاراد تا ۵۰ میلی‌فاراد استفاده می‌کند، در حالی که سایر کندانسورها این ویژگی را ندارند. الکترولیت یک محلول با غلظت بالای یون‌ها است. کندانسورهای الکترولیتی آلومینیوم، تنالوم و نیوبیوم سه دسته از کندانسورهای الکترولیتی هستند. به عنوان مثال در کندانسور الکترولیتی آلومینیوم، دو فolie آلومینیوم به عنوان الکترود استفاده می‌شود. فolie آلومینیوم با خلوص حدود ۹۹.۹٪ و ضخامت حدود ۲۰-۱۰۰ میکرون به عنوان آنود و کاتد با خلوص حدود ۹۷.۸٪ است. به دلیل فرآیند الکتروشیمیایی (آنودسازی) آنود، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم روی سطح آن تشکیل می‌شود در حالی که کاتد نیز لایه‌ای از اکسید روی سطح خود تشکیل می‌دهد، اما این لایه بسیار نازک است و کاربرد عملی ندارد. لایه اکسیدی که روی سطح آنود تشکیل می‌شود به عنوان محیط دی‌الکتریک برای کندانسور عمل می‌کند و مسئول ظرفیت بالای آن بر واحد حجم در مقایسه با سایر کندانسورها است.

سطح هر دو آنود و کاتد خشن شده تا مساحت سطحی افزایش یابد و بنابراین ظرفیت کندانسور بر واحد حجم افزایش یابد. ساختار کندانسور الکترولیتی شامل پشت‌سرانه دو فolie آلومینیوم با یک فاصله‌گذار، یعنی کاغذ جاذب الکترولیت بین آنها برای جلوگیری از تماس مستقیم بین دو فolie و جلوگیری از کوتاه‌شدن صفحات است.

چیدمان پشت‌سرانه به هم پیچیده و در یک قوطی فلزی استوانه‌ای قرار داده می‌شود تا قدرت مکانیکی فراهم شود و شکل فشرده و محکمی به آن بخشد. کندانسورهای الکترولیتی به دلیل طراحی محکم و فشرده خود در انواع مختلف دستگاه‌های الکتریکی مانند مادربرد کامپیوتر استفاده می‌شوند. آن‌ها به طور گسترده به عنوان فیلترهای نویز در مدارهای الکترونیکی، فیلترهای هارمونیک در منابع تغذیه و SMPS و غیره استفاده می‌شوند. کندانسورهای الکترولیتی یک کندانسور قطبی هستند و مانند سایر انواع کندانسور باید با قطبیت مشخص در مدارهایی که با قدرت بالا کار می‌کنند به درستی متصل شوند. اگر یک کندانسور الکترولیتی با قطبیت معکوس در مدار متصل شود، ولتاژ معکوس که به فolie فلزی اعمال می‌شود لایه اکسیدی تشکیل شده روی آنود را نابود می‌کند و بدین ترتیب کوتاه‌شدن می‌افتد که باعث جریان بیش از حد از طریق کندانسور و گرم شدن آن می‌شود که منجر به پارگی کندانسور می‌گردد.

برای محافظت از کندانسور، باید با قطبیت صحیح به ویژه در مدارهای با قدرت بالا متصل شود. یک کندانسور الکترولیتی برای پاسخ فرکانسی بالاتر از ۱۰۰ کیلوهرتز مناسب نیست. آن دارای جریان نشت بالا است که باعث می‌شود این قطعات در مدت زمان طولانی گرم شده و پاره شوند. عمر قطعه بسیار محدود حدود ۱۰۰۰ ساعت است و باید پس از مدت زمان ثابت از مدار تعویض شود. یک کندانسور الکترولیتی وقتی سیگنال ولتاژ با فرکانس و دامنه بالا استفاده می‌شود، به دلیل مقاومت داخلی بالا گرم شدید می‌شود. ولتاژ که روی فolie اعمال می‌شود باید در محدوده باشد تا از شکست دی‌الکتریک جلوگیری شود و گرم شدن کندانسور به دلیل جریان بیش از حد که توسط آن جذب می‌شود جلوگیری شود. کندانسورهای الکترولیتی به دلیل ظرفیت بالا، اندازه کوچک و قیمت پایین در انواع دستگاه‌های تغذیه الکتریکی با جریان بالا یا عملکرد فرکانس پایین معمولاً کمتر از ۱۰۰ کیلوهرتز استفاده گسترده‌ای دارند.

منبع: Electrical4u.

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاری دارند، اگر نقض حق نشر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.