Elektrolitik Kondansatörün Polaritesini Anlatmak

İçerik

• Kapasitör Polaritesini Belirleme
• İpuçları
• Elektrolitik Kondansatör Özellikleri
• Kapasitansı Ölçerken Güvenlik Önlemleri
• Elektrolitik Kondansatör Sembolü
• Elektrik Kapasitesinin Hesaplanması
• Deneysel Ölçme Kapasitansı
• Kapasitans Ölçme Uygulamaları
• Elektrolitik Kondansatör Yapımı
• Alüminyum Elektrolitik Kondansatörler
• Alüminyum Elektrolitik Kondansatörlerde Elektrolitler
• Niyobyum ve Tantal Kondansatörler

Kondansatörler, bilgisayar uygulamalarında kullanım ve devrelerde elektrik sinyalini filtrelemek için çeşitli tasarımlara sahiptir. Yapılma biçimlerindeki farklılıklara ve ne için kullanıldıklarına rağmen, hepsi aynı elektrokimyasal prensiplerle çalışır.

Mühendisler bunları kurduğunda, kullanımları için ideal olduklarından emin olmak için kapasitans değeri, nominal voltaj, ters voltaj ve kaçak akım gibi miktarları dikkate alırlar. Bir elektrik devresinde büyük miktarda şarj saklamak istediğinizde, elektrolitik kondansatörler hakkında daha fazla bilgi edinin.

Kapasitör Polaritesini Belirleme

Kapasitör polaritesini belirlemek için bir elektrolitik kapasitör üzerindeki şerit size negatif ucunu söyler. Eksenel kurşun kondansatörler için (uçların kondansatörün zıt uçlarından çıktığı), yükün akışını simgeleyen negatif ucu işaret eden bir ok olabilir.

Bir kapasitörün kutuplarının ne olduğunu bildiğinizden emin olun, böylece uygun bir elektrik devresine takabilirsiniz. Yanlış yöne takılması, devrenin kısa devre yapmasına veya aşırı ısınmasına neden olabilir.

İpuçları

Bazı durumlarda, kapasitörün pozitif ucu negatif olandan daha uzun olabilir, ancak birçok kapasitörün lead'lerini kırptığı için bu kriterlere dikkat etmeniz gerekir. Bir tantal kondansatör bazen pozitif ucu belirten bir artı (+) işaretine sahip olabilir.

Bazı elektrolitik kapasitörler gerektiğinde kutupları ters çevirmelerini sağlayan bipolar şekilde kullanılabilir. Bunu, bir alternatif akım (AC) devresinden şarj akışı arasında geçiş yaparak yaparlar.

Bazı elektrolitik kondansatörler polarize edilmemiş yöntemlerle bipolar operasyon için tasarlanmıştır. Bu kapasitörler, ters polaritede bağlanmış iki anot plakası ile oluşturulmuştur. Ac döngüsünün ardışık kısımlarında, bir oksit engelleyici dielektrik işlevi görür. Ters akımın ters elektroliti tahrip etmesini önler.

Elektrolitik Kondansatör Özellikleri

Bir elektrolitik kondansatör, kapasitansın miktarını arttırmak için bir elektrolit veya elde edebileceği şarjı depolayabilme yeteneğini kullanır. Polarize edilirler, yani yükleri, yüklerini depolamasına izin veren bir dağıtımda sıralanır. Elektrolit, bu durumda, kolayca yüklenmesini sağlayan yüksek miktarda iyon içeren bir sıvı veya jeldir.

Elektrolitik kapasitörler polarize olduğunda, pozitif terminaldeki voltaj veya potansiyel negatif olandan daha yüksektir, bu da yükün kapasitör boyunca serbest bir şekilde akmasına izin verir.

Kapasitör polarize olduğunda, genellikle negatif ve pozitif uçları belirtmek için eksi (-) veya artı (+) ile işaretlenir. Buna dikkat edin, çünkü bir kondansatörü bir devrede yanlış şekilde bağlarsanız, kalıcı olarak zarar verebilecek kapasitörden akan çok büyük bir akımda olduğu gibi kısa devre yapabilir.

Büyük kapasitans, elektrolitik kapasitörlerin daha fazla miktarda yük depolamasına izin vermesine rağmen, bunlar kaçak akımlara maruz kalabilir ve uygun değer toleranslarını karşılamayabilir, kapasitansın pratik amaçlar için değişmesine izin verilen miktar. Bazı tasarım faktörleri, kapasitörler tekrarlanan kullanımdan sonra kolayca aşınmaya eğilimli ise elektrolitik kapasitörlerin ömrünü sınırlayabilir.

Elektrolitik kondansatörün bu polaritesi nedeniyle ileriye dönük olmaları gerekir. Bu, kapasitörün pozitif ucunun negatif olandan daha yüksek bir voltajda olması gerektiği anlamına gelir, böylece yük devre boyunca pozitif uçtan negatif uca akar.

Bir kapasitörün yanlış yönde bir devreye bağlanması, kapasitörü veya kısa devreyi kendinden geçiren alüminyum oksit malzemesine zarar verebilir. Ayrıca, elektrolit çok fazla ısınacak veya sızıntı yapacak şekilde aşırı ısınmaya neden olabilir.

Kapasitansı Ölçerken Güvenlik Önlemleri

Kapasitansı ölçmeden önce, kapasitör kullanırken güvenlik önlemlerinin farkında olmalısınız. Gücü bir devreden çıkardıktan sonra bile, kapasitör enerjili kalması muhtemeldir. Dokunmadan önce, gücün kapalı olduğunu doğrulamak için bir multimetre kullanarak devrenin tüm gücünün kapatıldığını ve kondansatör uçlarına bir direnç bağlayarak kondansatörü boşalttığınızı doğrulayın.

Bir kondansatörü güvenli bir şekilde boşaltmak için, beş saniye boyunca kondansatör terminallerine 5 watt'lık bir direnç bağlayın. Gücün kapalı olduğunu onaylamak için multimetreyi kullanın. Kapasitörde sürekli sızıntı, çatlak ve diğer aşınma ve yıpranma belirtileri olup olmadığını kontrol edin.

Elektrolitik Kondansatör Sembolü

••• Syed Hussain Ather

Elektrolitik kondansatör simgesi, bir kondansatör için genel semboldür. Elektrolitik kapasitörler, Avrupa ve Amerikan stilleri için yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi devre şemalarında gösterilmektedir. Artı ve eksi işaretleri, pozitif ve negatif terminalleri, anot ve katodu gösterir.

Elektrik Kapasitesinin Hesaplanması

Kapasitans, bir elektrolitik kapasitöre özgü bir değer olduğundan, bunu farad birimleri olarak hesaplayabilirsiniz. C = ε_r ε₀ A / D iki plakanın üst üste binme alanı için bir m cinsinden², ε_r malzemenin boyutsuz dielektrik sabiti olarak, ε₀ mesafe / metre cinsinden elektrik sabiti ve metre cinsinden plakalar arasındaki ayrım olarak d.

Deneysel Ölçme Kapasitansı

Kapasitansı ölçmek için bir multimetre kullanabilirsiniz. Multimetre, akım ve voltajı ölçerek ve kapasitansı hesaplamak için bu iki değeri kullanarak çalışır. Multimetreyi kapasitans moduna ayarlayın (tipik olarak bir kapasitans sembolü ile gösterilir).

Kapasitör devreye bağlandıktan ve şarj olması için yeterli zaman verildikten sonra, daha önce açıklanan güvenlik önlemlerini izleyerek devreyi ayırın.

Kondansatörün uçlarını multimetre terminallerine bağlayın. Test uçlarının kapasitansını birbirine göre ölçmek için göreceli bir mod kullanabilirsiniz. Bu, tespit edilmesi daha zor olabilecek düşük kapasitans değerleri için kullanışlı olabilir.

Elektrik devresinin yapılandırmasına bağlı olarak doğru bir okuma bulana kadar çeşitli kapasitans aralıkları kullanmayı deneyin.

Kapasitans Ölçme Uygulamaları

Mühendisler, tek fazlı motorlar, ekipman ve endüstriyel uygulamalar için küçük boyutlu makineler için kapasitansı sık sık ölçmek için multimetre kullanır. Tek fazlı motorlar, motorun stator sargısında alternatif bir akı oluşturarak çalışır. Bu, elektromanyetik indüksiyon yasaları ve prensipleri tarafından yönetildiği şekilde stator sargısından akarken akımın yön değiştirmesini sağlar.

Özellikle elektrolitik kapasitörler, güç kaynağı devreleri ve bilgisayarlar için anakartlar gibi yüksek kapasitans kullanımları için daha iyidir.

Motorda indüklenen akım daha sonra stator sargısının akısına karşı kendi manyetik akısını üretir. Tek fazlı motorlar aşırı ısınmaya ve diğer sorunlara maruz kalabileceğinden, kapasitanslarını ve kapasitansı ölçmek için multimetre kullanarak çalışma yeteneklerini kontrol etmek gerekir.

Kondansatörlerdeki arızalar ömrünü sınırlayabilir. Kısa devre kapasitörleri, artık çalışmayacak şekilde parçalarına bile zarar verebilir.

Elektrolitik Kondansatör Yapımı

Mühendisler inşa alüminyum elektrolitik kondansatörler alüminyum folyoları ve kağıt aralayıcıları kullanarak, elektrolitik sıvıya batırılmış, zarar verebilecek titreşimleri önlemek için voltajda dalgalanmalara neden olan cihazlar kullanılır. Tipik olarak, iki alüminyum folyodan birini, kapasitör anodunda bir oksit tabakası ile kaplarlar.

Kapasitörün bu kısmındaki oksit, doldurma ve depolama işlemi sırasında malzemenin elektron kaybına neden olur. Katotta, elektrolitik kapasitör yapısının azaltma işlemi sırasında malzeme elektron kazanır.

Ardından, üreticiler elektrolit ıslatılmış kağıdı, bir elektrik devresinde birbirlerine bağlayarak ve devreye bağlı silindirik bir kasaya yuvarlayarak katotla istiflemeye devam eder. Mühendisler genellikle kağıdı eksenel veya radyal bir yönde düzenlemeyi seçer.

Eksenel kapasitörler, silindirin her bir ucunda bir pim ile yapılır ve radyal tasarımlar, silindirik kasanın aynı tarafındaki her iki pimi kullanır.

Plaka alanı ve elektrolitik kalınlık kapasitansı belirler ve elektrolitik kapasitörlerin ses yükselticileri gibi uygulamalar için ideal adaylar olmasını sağlar. Alüminyum elektrolitik kondansatörler güç kaynaklarında, bilgisayar anakartlarında ve ev aletlerinde kullanılmaktadır.

Bu özellikler, elektrolitik kondansatörlerin diğer kondansatörlerden çok daha fazla yük depolamasını sağlar. Çift katmanlı kapasitörler veya süper kapasitörler binlerce farad kapasitansı bile sağlayabilir.

Alüminyum Elektrolitik Kondansatörler

Alüminyum elektrolitik kapasitörler, elektrolitik sıvıdaki pozitif voltajın, dielektrik gibi davranan bir oksit tabakası oluşturmasını sağlayarak, yüklerin akmasını önlemek için polarize olabilen yalıtkan bir malzeme olan bir "vana" oluşturmak için katı alüminyum malzemeyi kullanır. Mühendisler bu kapasitörleri bir alüminyum anot ile oluştururlar. Bu kapasitör katmanlarını yapmak için kullanılır ve yükü depolamak için idealdir. Mühendisler katodu oluşturmak için manganez dioksit kullanırlar.

Bu tip elektrolitik kondansatörler ayrıca parçalara ayrılabilir. İnce düz folyo tipi ve kazınmış folyo tipi. Düz folyo tipi, aşınmış folyo tipi kondansatörler anot üzerinde alüminyum oksit ve yüzey alanını ve geçirgenliği arttırmak için kazınmış olan katod folyoları, yükü depolayabilme yeteneğinin ölçüsüdür.

Bu kapasitansı arttırır, fakat aynı zamanda malzemelerin bir devrede tek bir yönde hareket eden akımın türü olan yüksek doğrudan akımları (DC) tolere etme kabiliyetini de engeller.

Alüminyum Elektrolitik Kondansatörlerde Elektrolitler

Alüminyum kapasitörlerde kullanılan elektrolit türleri, katı olmayan, katı manganez dioksit ve katı polimer arasında farklılık gösterebilir. Katı olmayan veya sıvı elektrolitler yaygın olarak kullanılır, çünkü bunlar nispeten ucuzdur ve çeşitli boyutlara, kapasitanslara ve voltaj değerlerine uygundur. Yine de devrelerde kullanıldığında yüksek miktarda enerji kaybına sahipler. Etilen glikol ve borik asitler, sıvı elektrolitleri oluşturur.

Dimetilformamid ve dimetilasetamit gibi diğer çözücüler de kullanım için suda çözülebilir. Bu kapasitör tipleri ayrıca manganez dioksit veya katı bir polimer elektrolit gibi katı elektrolitler kullanabilir. Manganez dioksit ayrıca yüksek sıcaklıklarda ve nem değerlerinde düşük maliyetli ve güvenilirdir. Daha az DC kaçak akım ve yüksek miktarda elektrik iletkenliğine sahiptirler.

Elektrolitler, yüksek dağılım faktörlerinin yanı sıra elektrolitik kapasitörlerin genel enerji kayıplarını da ele almak için seçilmiştir.

Niyobyum ve Tantal Kondansatörler

Tantal kondansatör, daha çok askeri, tıbbi ve uzay ekipmanlarının yanı sıra bilgisayar uygulamalarında yüzeye monte cihazlarda kullanılır.

Anotun tantal materyali, tıpkı alüminyum kapasitör gibi kolayca oksitlenmelerini sağlar ve ayrıca tantalum iletken bir tel üzerine bastırıldığında artan iletkenlikten faydalanmalarını sağlar. Daha sonra oksit yüzeyde ve malzemedeki boşluklar içinde oluşur. Bu, yükü alüminyumdan daha fazla geçirgenlikle depolayabilme yeteneği için daha büyük bir yüzey alanı oluşturur.

Niyobyum bazlı kapasitörler, bir dielektrik yaratmada oksidasyon kullanan bir tel iletkeninin etrafındaki bir malzemenin kütlesini kullanır. Bu dielektrikler, tantal kapasitörlere göre daha fazla geçirgenliğe sahiptir, ancak belirli bir voltaj değeri için daha fazla dielektrik kalınlık kullanır. Tantal kondansatörler daha pahalı hale geldiğinden, bu kondansatörler son zamanlarda daha sık kullanılmaktadır.