Dien tu điện giải

Một điện dung điện phân là một loại đặc biệt của điện dung sử dụng chất điện phân để đạt được mức điện dung cao hơn, từ 1uF đến 50mF, so với các loại điện dung khác. Chất điện phân là một dung dịch có nồng độ ion cao. Điện dung điện phân nhôm, điện dung điện phân tantalum và điện dung điện phân niobi là ba loại điện dung điện phân được sử dụng. Ví dụ, trong điện dung điện phân nhôm, hai tấm nhôm được sử dụng làm điện cực. Tấm nhôm có độ tinh khiết khoảng (99,9%) và độ dày khoảng 20-100 um được làm anôt, trong khi catôt có thể có độ tinh khiết thấp hơn khoảng 97,8%. Do quá trình điện hóa (anod hóa) của anôt, một lớp oxit nhôm hình thành trên bề mặt của nó, trong khi catôt cũng phát triển một lớp oxit trên bề mặt, nhưng rất mỏng nên không có tác dụng. Lớp oxit hình thành trên bề mặt anôt đóng vai trò như một môi trường điện môi cho điện dung và chịu trách nhiệm cho mức điện dung cao hơn so với các loại điện dung khác theo đơn vị thể tích.

Bề mặt của cả anôt và catôt đều được làm nhám để tăng diện tích bề mặt và do đó tăng điện dung theo đơn vị thể tích. Cấu tạo của điện dung điện phân bao gồm việc xếp chồng hai tấm nhôm với một khe cách, tức là giấy thấm chất điện phân giữa chúng để tránh tiếp xúc trực tiếp giữa hai tấm nhôm nhằm ngăn ngừa ngắn mạch.

Các sắp xếp chồng được cuộn lại và đặt trong một vỏ kim loại hình trụ để cung cấp sức mạnh cơ học, do đó cung cấp cho nó một hình dạng nhỏ gọn và chắc chắn. Điện dung điện phân do thiết kế chắc chắn và nhỏ gọn của nó được sử dụng trong nhiều thiết bị điện như bo mạch chủ máy tính. Chúng được sử dụng rộng rãi như bộ lọc nhiễu trong các mạch điện, bộ lọc hài trong nguồn điện và SMPS, v.v. Điện dung điện phân là một loại điện dung phân cực, khác với các loại điện dung khác, vì vậy chúng phải được kết nối đúng cực trong mạch. Nếu chúng ta kết nối điện dung điện phân ngược cực trong mạch, áp suất điện áp áp dụng qua tấm nhôm sẽ phá hủy lớp oxit hình thành trên anôt, và do đó sẽ xảy ra ngắn mạch, gây ra dòng điện chảy qua điện dung, gây ra nhiệt và dẫn đến vỡ điện dung.

Để bảo vệ điện dung, nó nên được kết nối với cực chính xác, đặc biệt là trong mạch có ứng dụng công suất cao. Một điện dung điện phân không phù hợp cho phản hồi tần số trên 100 kHz. Nó có dòng rò rỉ cao, do đó các thành phần này trở nên nóng và vỡ khi sử dụng trong thời gian dài. Tuổi thọ của thành phần rất hạn chế khoảng 1000 giờ, và chúng cần được thay thế sau một thời gian cố định. Điện dung điện phân phát sinh nhiệt quá mức khi sử dụng tín hiệu điện áp tần số và biên độ cao do điện trở nội bộ cao. Điện áp áp dụng qua tấm nhôm nên nằm trong giới hạn để tránh sự hỏng hóc điện môi và ngăn chặn sự nóng lên của điện dung do dòng điện lớn được rút bởi nó. Điện dung điện phân có giá trị điện dung cao, kích thước nhỏ và giá trị chi phí thấp là lý do cho việc sử dụng rộng rãi của nó trong các thiết bị điện có dòng điện lớn hoặc hoạt động tần số thấp, thường dưới 100KHZ.

Nguồn: Electrical4u.

Thông báo: Trân trọng bản gốc, bài viết tốt đáng chia sẻ, nếu vi phạm quyền tác giả xin liên hệ để xóa.