Ինչո՞ւ են պայթում էլեկտրոլիտային կոնդենսատորները։ Մի բառ, որը պետք է հասկանալ։

1. Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ 

Էլեկտրոլիտային կոնդենսատորները կոնդենսատորներ են, որոնք ձևավորվում են էլեկտրոդի վրա օքսիդացման շերտով՝ էլեկտրոլիտի՝ որպես մեկուսիչ շերտի ազդեցության միջոցով, որը սովորաբար ունի մեծ տարողություն: Էլեկտրոլիտը հեղուկ, դոնդողանման նյութ է, որը հարուստ է իոններով, և էլեկտրոլիտային կոնդենսատորների մեծ մասը բևեռային են, այսինքն՝ աշխատանքի ժամանակ կոնդենսատորի դրական էլեկտրոդի լարումը միշտ պետք է ավելի բարձր լինի, քան բացասական լարումը:

Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների բարձր հզորությունը զոհաբերվում է նաև շատ այլ բնութագրերի համար, ինչպիսիք են՝ մեծ արտահոսքի հոսանքը, մեծ համարժեք շարքային ինդուկտիվությունը և դիմադրությունը, մեծ հանդուրժողականության սխալը և կարճ ծառայության ժամկետը։

Բևեռային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներից բացի, կան նաև ոչ բևեռային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ: Ստորև բերված նկարում ներկայացված են 1000uF, 16V էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների երկու տեսակ: Դրանցից ավելի մեծը ոչ բևեռային է, իսկ ավելի փոքրը՝ բևեռային:

(Ոչ բևեռային և բևեռային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ)

Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի ներսը կարող է լինել հեղուկ էլեկտրոլիտ կամ պինդ պոլիմեր, իսկ էլեկտրոդի նյութը սովորաբար ալյումին է (ալյումին) կամ տանտալ (տանդալ): Ստորև ներկայացված է բևեռային ալյումինե էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի կառուցվածքի ներսում, որի երկու շերտերի միջև կա էլեկտրոլիտով ներծծված մանրաթելային թղթի շերտ, գումարած մեկուսիչ թղթի շերտ, որը վերածվել է գլանաձևի և կնքվել է ալյումինե պատյանի մեջ:

(Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի ներքին կառուցվածքը)

Էլեկտրոլիտային կոնդենսատորը մասնատելիս հստակ երևում է դրա հիմնական կառուցվածքը։ Էլեկտրոլիտի գոլորշիացումը և արտահոսքը կանխելու համար կոնդենսատորի ամրակի մասը ամրացվում է կնքող ռետինով։

Իհարկե, նկարը նաև ցույց է տալիս ներքին ծավալի տարբերությունը բևեռային և ոչ բևեռային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների միջև: Նույն տարողության և լարման մակարդակի դեպքում ոչ բևեռային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորը մոտ երկու անգամ մեծ է բևեռայինից:

(Ոչ բևեռային և բևեռային էլեկտրոլիտային կոնդենսատորների ներքին կառուցվածքը)

Այս տարբերությունը հիմնականում պայմանավորված է երկու կոնդենսատորների ներսում էլեկտրոդների մակերեսների մեծ տարբերությամբ։ Ոչ բևեռային կոնդենսատորային էլեկտրոդը ձախ կողմում է, իսկ բևեռայինը՝ աջ կողմում։ Մակերեսների տարբերությունից բացի, երկու էլեկտրոդների հաստությունը նույնպես տարբեր է, և բևեռային կոնդենսատորային էլեկտրոդի հաստությունն ավելի բարակ է։

(Տարբեր լայնության էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորային ալյումինե թերթ)

2. Կոնդենսատորի պայթյուն

Երբ կոնդենսատորի կողմից կիրառվող լարումը գերազանցում է դրա դիմադրողականության լարումը, կամ երբ բևեռային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի լարման բևեռականությունը հակադարձվում է, կոնդենսատորի արտահոսքի հոսանքը կտրուկ կբարձրանա, ինչը կհանգեցնի կոնդենսատորի ներքին ջերմության աճի, և էլեկտրոլիտը կարտադրի մեծ քանակությամբ գազ։

Կոնդենսատորի պայթյունը կանխելու համար կոնդենսատորի պատյանի վերին մասում սեղմված են երեք ակոսներ, որպեսզի կոնդենսատորի վերին մասը հեշտությամբ կոտրվի բարձր ճնշման տակ և ազատվի ներքին ճնշումից։

(Պայթեցման բաք էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի վերևում)

Սակայն որոշ կոնդենսատորների արտադրության գործընթացում վերին ակոսի սեղմումը որակավորված չէ, կոնդենսատորի ներսում ճնշումը կհանգեցնի կոնդենսատորի ներքևի մասում գտնվող կնքման ռետինե շերտի դուրս մղմանը, այս պահին կոնդենսատորի ներսում ճնշումը հանկարծակի ազատվում է, ինչը կհանգեցնի պայթյունի:

1, ոչ բևեռային էլեկտրոլիտային կոնդենսատորի պայթյուն

Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս ձեռքի տակ գտնվող ոչ բևեռային էլեկտրոլիտային կոնդենսատոր՝ 1000 մկՖ հզորությամբ և 16 Վ լարմամբ: Երբ կիրառվող լարումը գերազանցում է 18 Վ-ը, արտահոսքի հոսանքը հանկարծակի մեծանում է, և կոնդենսատորի ներսում ջերմաստիճանը և ճնշումը մեծանում են: Ի վերջո, կոնդենսատորի ներքևի մասում գտնվող ռետինե կնիքը պայթում է, և ներքին էլեկտրոդները կոտրվում են ինչպես պոպկորնը:

(ոչ բևեռային էլեկտրոլիտային կոնդենսատորի գերլարման պայթեցում)

Ջերմազույգը կոնդենսատորին միացնելով՝ հնարավոր է չափել այն գործընթացը, որի ընթացքում կոնդենսատորի ջերմաստիճանը փոխվում է կիրառվող լարման բարձրացմանը զուգընթաց։ Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս ոչ բևեռային կոնդենսատորը լարման բարձրացման գործընթացում։ Երբ կիրառվող լարումը գերազանցում է դիմադրողական լարման արժեքը, ներքին ջերմաստիճանը շարունակում է աճել։

(Լարման և ջերմաստիճանի միջև կապը)

Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս կոնդենսատորով հոսող հոսանքի փոփոխությունը նույն գործընթացի ընթացքում: Կարելի է տեսնել, որ հոսանքի աճը ներքին ջերմաստիճանի բարձրացման հիմնական պատճառն է: Այս գործընթացում լարումը գծային կերպով մեծանում է, և հոսանքի կտրուկ բարձրացման հետ մեկտեղ, սնուցման աղբյուրի խումբը հանգեցնում է լարման անկմանը: Վերջապես, երբ հոսանքը գերազանցում է 6 Ա-ն, կոնդենսատորը պայթում է ուժեղ պայթյունով:

(Լարման և հոսանքի միջև կապը)

Ոչ բևեռային էլեկտրոլիտային կոնդենսատորի մեծ ներքին ծավալի և էլեկտրոլիտի քանակի պատճառով, արտահոսքից հետո առաջացող ճնշումը հսկայական է, ինչի արդյունքում պատյանի վերին մասում գտնվող ճնշման թեթևացման բաքը չի կոտրվում, իսկ կոնդենսատորի ներքևի մասում գտնվող կնքող ռետինը բացվում է։

2, բևեռային էլեկտրոլիտային կոնդենսատորի պայթյուն 

Բևեռային էլեկտրոլիտային կոնդենսատորների համար կիրառվում է լարում։ Երբ լարումը գերազանցում է կոնդենսատորի դիմադրողական լարումը, արտահոսքի հոսանքը նույնպես կտրուկ կբարձրանա, ինչը կհանգեցնի կոնդենսատորի գերտաքացմանը և պայթյունին։

Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս սահմանափակող էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորը, որն ունի 1000 մկՖ հզորություն և 16 Վ լարում: Գերլարումից հետո ներքին ճնշման գործընթացը արտանետվում է վերին ճնշման թեթևացման բաքի միջոցով, այդպիսով խուսափվում է կոնդենսատորի պայթյունի գործընթացը:

Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս, թե ինչպես է կոնդենսատորի ջերմաստիճանը փոխվում կիրառվող լարման աճին զուգընթաց։ Երբ լարումը աստիճանաբար մոտենում է կոնդենսատորի դիմադրողական լարմանը, կոնդենսատորի մնացորդային հոսանքը մեծանում է, և ներքին ջերմաստիճանը շարունակում է բարձրանալ։

(Լարման և ջերմաստիճանի միջև կապը)

Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս կոնդենսատորի՝ անվանական 16 Վ էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի արտահոսքի հոսանքի փոփոխությունը փորձարկման գործընթացում, երբ լարումը գերազանցում է 15 Վ-ն, կոնդենսատորի արտահոսքը սկսում է կտրուկ աճել։

(Լարման և հոսանքի միջև կապը)

Առաջին երկու էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների փորձարարական գործընթացի միջոցով կարելի է նաև տեսնել, որ նման 1000uF սովորական էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների լարման սահմանը։ Կոնդենսատորի բարձր լարման խափանումից խուսափելու համար էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորն օգտագործելիս անհրաժեշտ է թողնել բավարար մարժա՝ ըստ իրական լարման տատանումների։

3,հաջորդական էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ

Անհրաժեշտության դեպքում, ավելի մեծ տարողունակություն և ավելի մեծ տարողունակության դիմադրողականության լարում կարելի է ստանալ համապատասխանաբար զուգահեռ և հաջորդական միացմամբ։

(էլեկտրոլիտային կոնդենսատորի պոպկորն՝ գերճնշման պայթյունից հետո)

Որոշ կիրառություններում կոնդենսատորին մատակարարվող լարումը փոփոխական լարում է, ինչպիսիք են բարձրախոսների միացման կոնդենսատորները, փոփոխական հոսանքի փուլային փոխհատուցումը, շարժիչի փուլային տեղաշարժման կոնդենսատորները և այլն, որոնք պահանջում են ոչ բևեռային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների օգտագործում:

Որոշ կոնդենսատորների արտադրողների կողմից տրված օգտագործողի ձեռնարկում նաև նշվում է, որ ավանդական բևեռային կոնդենսատորները օգտագործվում են մեջք-մեջքի շարքերով, այսինքն՝ երկու կոնդենսատոր միասին, բայց հակառակ բևեռականությամբ՝ ոչ բևեռային կոնդենսատորների ազդեցությունը ստանալու համար։

(էլեկտրոլիտային տարողունակություն գերլարման պայթյունից հետո)

Ստորև ներկայացված է բևեռային կոնդենսատորի համեմատությունը ուղիղ լարման, հակադարձ լարման կիրառման մեջ, երկու էլեկտրոլիտային կոնդենսատորների շարքային միացում երեք ոչ բևեռային տարողունակության դեպքում, արտահոսքի հոսանքը փոխվում է կիրառվող լարման աճի հետ մեկտեղ։

1. Առաջնային լարում և արտահոսքի հոսանք

Կոնդենսատորով հոսող հոսանքը չափվում է դիմադրությունը հաջորդաբար միացնելով: Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի լարման թույլատրելի միջակայքում (1000 մկՖ, 16 Վ), կիրառվող լարումը աստիճանաբար մեծացվում է 0 Վ-ից՝ համապատասխան արտահոսքի հոսանքի և լարման միջև եղած կապը չափելու համար:

(դրական շարքային տարողունակություն)

Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս բևեռային ալյումինե էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի արտահոսքի հոսանքի և լարման միջև եղած կապը, որը ոչ գծային կապ է 0.5 մԱ-ից ցածր արտահոսքի հոսանքի հետ։

(Լարման և հոսանքի միջև եղած կապը ուղիղ շարքից հետո)

2, հակադարձ լարում և արտահոսքի հոսանք

Կիրառվող ուղղության լարման և էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի արտահոսքի հոսանքի միջև եղած կապը չափելու համար նույն հոսանքն օգտագործելով, ստորև բերված նկարից կարելի է տեսնել, որ երբ կիրառվող հակադարձ լարումը գերազանցում է 4 Վ-ն, արտահոսքի հոսանքը սկսում է արագ աճել: Հետևյալ կորի թեքությունից երևում է, որ հակադարձ էլեկտրոլիտիկ տարողունակությունը համարժեք է 1 օհմ դիմադրության:

(Հակադարձ լարում. Լարման և հոսանքի միջև եղած կապը)

3. Հետևից հետ միացված շարքային կոնդենսատորներ

Երկու նույնական էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ (1000 մկՖ, 16 Վ) միացված են մեջք-մեջքի շարքով՝ ոչ բևեռային համարժեք էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր ստանալու համար, որից հետո չափվում է դրանց լարման և արտահոսքի հոսանքի միջև եղած կապի կորը։

(դրական և բացասական բևեռականության շարքային տարողունակություն)

Հետևյալ դիագրամը ցույց է տալիս կոնդենսատորի լարման և արտահոսքի հոսանքի միջև եղած կապը, և դուք կարող եք տեսնել, որ արտահոսքի հոսանքը մեծանում է կիրառվող լարումը գերազանցելուց հետո, և հոսանքի ամպլիտուդը 1.5 մԱ-ից պակաս է։

Եվ այս չափումը մի փոքր զարմանալի է, քանի որ տեսնում եք, որ այս երկու հաջորդական շարքային կոնդենսատորների արտահոսքի հոսանքն իրականում ավելի մեծ է, քան մեկ կոնդենսատորի արտահոսքի հոսանքը, երբ լարումը կիրառվում է առաջ։

(Լարման և հոսանքի միջև եղած կապը դրական և բացասական շարքերից հետո)

Սակայն, ժամանակի սղության պատճառով, այս երևույթի կրկնակի փորձարկում չի իրականացվել: Հնարավոր է, որ օգտագործված կոնդենսատորներից մեկը հենց նոր հակադարձ լարման փորձարկման կոնդենսատորն էր, և ներսում վնասվել էր, ուստի ստացվել է վերը նշված փորձարկման կորը: