Πολικοί και μη πολικοί πυκνωτές - ποια είναι η διαφορά

Όλα τα είδη τύπους πυκνωτώνπου χρησιμοποιούνται σήμερα σχεδόν παντού στην ηλεκτρονική και στην ηλεκτροτεχνία, περιέχουν διάφορες ουσίες ως διηλεκτρικά. Ωστόσο, συγκεκριμένα ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, ιδιαίτερα το ταντάλιο και το πολυμερές, τότε για αυτούς, όταν περιλαμβάνονται στο σχήμα, είναι σημαντικό να τηρείτε αυστηρά την πολικότητα. Εάν ένας τέτοιος πυκνωτής δεν περιλαμβάνεται σωστά στο κύκλωμα, τότε δεν θα είναι σε θέση να λειτουργεί κανονικά. Αυτοί οι πυκνωτές επομένως καλούνται πολικοί.

Ποια είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ ενός πολικού πυκνωτή και ενός μη πολικού, γιατί μερικοί πυκνωτές εξακολουθούν να ενδιαφέρονται για το πώς να συμπεριληφθούν στο κύκλωμα και η τήρηση της πολικότητας είναι θεμελιωδώς σημαντική για τους άλλους; Θα προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε τώρα.

Το σημείο εδώ είναι ότι η διαδικασία κατασκευής των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών είναι πολύ διαφορετική από, ας πούμε, κεραμικό ή πολυπροπυλένιο. Εάν οι δύο τελευταίες δύο πλάκες και το διηλεκτρικό είναι ομοιογενείς μεταξύ τους, δηλαδή δεν υπάρχει διαφορά στη δομή στην διεπιφάνεια πλάκας-διηλεκτρικού και στις δύο πλευρές του διηλεκτρικού, τότε οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές (κυλινδρικό αλουμίνιο, ταντάλιο, πολυμερές) έχουν διαφορά στη δομή της διηλεκτρικής μετάβασης - επένδυση και στις δύο πλευρές του διηλεκτρικού: η άνοδος και η κάθοδος διαφέρουν στη χημική σύνθεση και τις φυσικές ιδιότητες.

Όταν κατασκευάζεται ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής αλουμινίου, δεν είναι μόνο να κυλούν δύο πανομοιότυπα καλύμματα από αλουμινόχαρτο τοποθετημένα με χαρτί εμποτισμένο με ηλεκτρολύτες.

Από την πλευρά της πλάκας ανόδου (στην οποία παρέχεται +) υπάρχει ένα στρώμα οξειδίου του αργιλίου εναποτιθέμενο στην χαραγμένη επιφάνεια του φύλλου με ειδικό τρόπο. Η άνοδος έχει σχεδιαστεί για να δίνει ηλεκτρόνια μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος στην κάθοδο κατά τη διαδικασία φόρτισης ενός πυκνωτή.

Η αρνητική επένδυση (κάθοδος) είναι απλά αλουμινόχαρτο · τα ηλεκτρόνια έρχονται σε αυτήν κατά τη διαδικασία φόρτισης μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος. Ο ηλεκτρολύτης εδώ χρησιμεύει ως αγωγός ιόντων.

Η κατάσταση είναι η ίδια με τους πυκνωτές τανταλίου, όπου η σκόνη τανταλίου χρησιμοποιείται ως άνοδος, πάνω στην οποία σχηματίζεται μια μεμβράνη πεντοξειδίου του τανταλίου (η άνοδος συνδέεται με ένα οξείδιο!). Έχοντας τη λειτουργία ενός διηλεκτρικού, υπάρχει ένα στρώμα ημιαγωγού - διοξειδίου του μαγγανίου ως ηλεκτρολύτης, από την οποία θα φύγουν τα ηλεκτρόνια κατά τη διαδικασία εκφόρτισης.

Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές πολυμερούς χρησιμοποιούν ένα φως αγώγιμο πολυμερές ως κάθοδο, αλλά διαφορετικά όλες οι διαδικασίες είναι παρόμοιες. Η κατώτατη γραμμή είναι οι αντιδράσεις οξείδωσης και μείωσης, όπως σε μια μπαταρία. Η άνοδος οξειδώνεται κατά τη διάρκεια της ηλεκτροχημικής αντίδρασης εκκένωσης και η κάθοδος αποκαθίσταται.

Όταν φορτίζεται ο ηλεκτρολυτικός πυκνωτής, υπάρχει στην περίπτωσή του μια περίσσεια ηλεκτρονίων, στην πλάκα μείον, αναφέροντας μόνο το αρνητικό φορτίο σε αυτό το τερματικό, και στην άνοδο - έλλειψη ηλεκτρονίων, δίνοντας ένα θετικό φορτίο, έτσι έχουμε τη διαφορά δυναμικού.

Εάν ένας φορτισμένος ηλεκτρολυτικός πυκνωτής είναι βραχυκυκλωμένος σε ένα εξωτερικό κύκλωμα, τότε τα πλεονάζοντα ηλεκτρόνια θα τρέξουν από την αρνητικά φορτισμένη κάθοδο στην θετικά φορτισμένη άνοδο και το φορτίο θα εξουδετερωθεί. Στον ηλεκτρολύτη, θετικά ιόντα κινούνται αυτή τη στιγμή από την κάθοδο στην άνοδο.

Εάν ένας τέτοιος πολικός πυκνωτής δεν συμπεριληφθεί σωστά στο κύκλωμα, τότε οι περιγραφόμενες αντιδράσεις δεν θα είναι σε θέση να συνεχίσουν κανονικά και ο πυκνωτής δεν θα λειτουργεί κανονικά. Οι μη πολικοί πυκνωτές μπορούν να λειτουργήσουν σε οποιαδήποτε ένταξη, αφού δεν έχουν ούτε άνοδο, ούτε κάθοδο ούτε ηλεκτρολύτη και οι πλάκες τους αλληλεπιδρούν με το διηλεκτρικό υλικό με τον ίδιο τρόπο, όπως και με την πηγή.

Αλλά τι συμβαίνει όταν υπάρχουν μόνο πολικοί ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές, αλλά πρέπει να πραγματοποιήσετε τη συμπερίληψη ενός πυκνωτή σε ένα κύκλωμα ρεύματος με μια μεταβαλλόμενη πολικότητα; Υπάρχει ένα τέχνασμα γι 'αυτό. Είναι απαραίτητο να λάβετε δύο ίδιους πολικούς ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές και να τους συνδέσετε σε σειρά με τους ίδιους ακροδέκτες. Θα πάρετε έναν μη πολικό πυκνωτή από δύο πολικούς, η χωρητικότητα των οποίων θα είναι 2 φορές μικρότερη από κάθε ένα από τα δύο συστατικά του.

Σε αυτή τη βάση, παρεμπιπτόντως, κατασκευάζονται μη πολικοί ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές στους οποίους υπάρχει ένα στρώμα οξειδίου και στις δύο πλάκες. Για το λόγο αυτό, οι μη πολικοί ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές είναι πολύ μεγαλύτεροι από τους πολικούς πυκνωτές παρόμοιας χωρητικότητας. Με βάση αυτή την αρχή κατασκευάζονται επίσης μη πολικοί ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές εκκίνησης, σχεδιασμένοι να λειτουργούν σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος με συχνότητα 50-60 Hz.

Δείτε επίσης:Πυκνωτές σε ηλεκτρονικά κυκλώματα