ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ที่ กิจกรรมภาคปฏิบัติช่างไฟฟ้าทุกคนต้องเผชิญกับการทำงานของอะแดปเตอร์, แหล่งจ่ายไฟ, ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์ทั้งหมดเหล่านี้ใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้าอย่างกว้างขวาง ซึ่งมักเรียกว่า "อิเล็กโทรไลต์" ในคำสแลง

ข้อได้เปรียบหลักของพวกเขาคือความจุที่ค่อนข้างใหญ่และมีขนาดค่อนข้างเล็ก นอกจากนี้การผลิตของพวกเขาได้รับการจัดตั้งขึ้นมานานแล้วและต้นทุนค่อนข้างต่ำ

หลักการของอุปกรณ์

ตัวเก็บประจุใด ๆ ประกอบด้วยแผ่นสองแผ่นซึ่งช่องว่างระหว่างซึ่งเต็มไปด้วยอิเล็กทริก

สูตรที่แสดงในภาพเตือนว่าความจุ C ขึ้นอยู่กับพื้นที่ของแต่ละแผ่น S ระยะห่างระหว่างเพลต d กับการอนุญาติของตัวกลางภายใน ε ค่าของ ε0 คือค่าคงที่ทางไฟฟ้าที่กำหนดความเข้ม สนามไฟฟ้าภายในสุญญากาศ

ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์แตกต่างจากตัวอื่นตรงที่มันใช้ชั้นอิเล็กโทรไลต์ที่เติมช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น ซึ่งส่วนใหญ่มักทำจากแผ่นฟอยล์ นอกจากนี้หนึ่งในนั้นถูกปกคลุมด้วยชั้นอิเล็กทริกเล็ก ๆ ของฟิล์มออกไซด์

แถบฟอยล์พับเข้าหากัน คั่นด้วยแผ่นกระดาษบางมากที่ชุบด้วยอิเล็กโทรไลต์ ค่าของมันประมาณ 1 ไมโครเมตรสามารถเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุได้อย่างมาก ในสูตรข้างต้นสำหรับการกำหนด C ความหนาของชั้นอิเล็กทริก d อยู่ในตัวส่วน

ชั้นบนสุดของฟอยล์ถูกปกคลุมด้วยกระดาษลอกออก และโครงสร้างทั้งหมดถูกม้วนขึ้นเพื่อวางในร่างทรงกระบอก

ที่ปลายฟอยล์แผ่นโลหะเชื่อมด้วยการเชื่อมเย็นเพื่อให้มีหน้าสัมผัสสำหรับเชื่อมต่อกับ แผนภาพการเดินสายไฟเป็นแคโทดและแอโนด ยิ่งกว่านั้นขั้วบวกจะถูกสร้างขึ้นบนจานที่มีชั้นออกไซด์

บทบาทของแคโทดดำเนินการโดยอิเล็กโทรไลต์ซึ่งสัมผัสกับพื้นผิวทั้งหมดของแผ่นที่สอง

เนื่องจากความจุของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับพื้นที่ของเพลต วิธีการหนึ่งในการเพิ่มความจุจึงรวมอยู่ในเทคโนโลยีการผลิต - นี่คือการลอนของพื้นผิวด้านอิเล็กโทรไลต์โดยวิธีการกัดด้วยสารเคมี สามารถทำได้เนื่องจากการกัดเซาะของสารเคมีหรือการกัดกร่อนของไฟฟ้าเคมี

อิเล็กโทรไลต์เหลวสามารถไหลเข้าสู่ช่องเล็กๆ ที่สร้างด้วยกล้องจุลทรรศน์ของแอโนดได้อย่างน่าเชื่อถือ

ชั้นออกไซด์บนฟอยล์ถูกสร้างขึ้นระหว่างการเกิดออกซิเดชันทางไฟฟ้า กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ ภาพด้านล่างแสดงลักษณะแรงดันกระแสไฟ แสดงการเปลี่ยนแปลงของกระแสภายในเครื่องด้วยแรงดันไฟที่เพิ่มขึ้น

ตัวเก็บประจุทำงานได้ตามปกติที่แรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่กำหนด หากเกิดแรงดันไฟเกิน การก่อตัวของชั้นออกไซด์จะกลับมาและเริ่มปล่อยความร้อนจำนวนมาก ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของก๊าซและความดันภายในตัวเรือนที่ปิดสนิทเพิ่มขึ้น

ดังนั้นตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจึงสามารถระเบิดได้ซึ่งมักเกิดขึ้นกับการออกแบบแบบเก่าตั้งแต่สมัยสหภาพโซเวียตซึ่งทำขึ้นในกรณีเดียวโดยไม่สร้างระบบป้องกันการระเบิด คุณสมบัตินี้มักจะนำไปสู่ความเสียหายต่อองค์ประกอบฮาร์ดแวร์อื่นๆ ที่อยู่ติดกัน

ในรุ่นที่ทันสมัยมีการสร้างเมมเบรนนิรภัยซึ่งถูกทำลายในช่วงเริ่มต้นของการก่อตัวของก๊าซและป้องกันการระเบิด มันทำในรูปแบบของรอยหยักของตัวอักษร "T", "Y" หรือเครื่องหมาย "+"

ประเภทของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

โดยการออกแบบ "อิเล็กโทรไลต์" หมายถึงอุปกรณ์ขั้วนั่นคือต้องทำงานกับกระแสไฟในทิศทางเดียวเท่านั้น ดังนั้นจึงใช้ในวงจรที่มีแรงดันคงที่หรือเป็นจังหวะโดยคำนึงถึงทิศทางของประจุไฟฟ้า

เพื่อทำงานในวงจรกระแสไซน์ "อิเล็กโทรไลต์ที่ไม่มีขั้ว" ได้ถูกสร้างขึ้น เนื่องจากองค์ประกอบเพิ่มเติมในการออกแบบทำให้มีขนาดเพิ่มขึ้นและมีต้นทุนเท่ากันด้วยความจุที่เท่ากัน

อิเล็กโทรไลต์ระหว่างเพลตสามารถใช้สารละลายเข้มข้นของด่างหรือกรดต่างๆ ตามวิธีการเติมตัวเก็บประจุจะแบ่งออกเป็น:

ของเหลว;

• โลหะออกไซด์

  ออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์

สามารถเลือกอะลูมิเนียม แทนทาลัม ฟอยล์ไนโอเบียม หรือผงเผาผนึกเป็นวัสดุแอโนดได้ ในตัวเก็บประจุแบบออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์ แคโทดเป็นชั้นเซมิคอนดักเตอร์ที่วางอยู่บนชั้นออกไซด์โดยตรง

ลักษณะการทำงาน

ความสามารถของอิเล็กโทรไลต์ในการปล่อยก๊าซเมื่อถูกความร้อนกำหนดความจำเป็นในการสร้างความปลอดภัยระหว่างการทำงานของตัวเก็บประจุเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือ พิกัดแรงดันไฟฟ้ามากถึง 0.5÷0.6 ของค่าของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง

สำหรับตัวเก็บประจุสำหรับใช้ในวงจร แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่ในการทำงานจะถูกระบุ มักจะเป็น 50 เฮิรตซ์ ในการทำงานกับสัญญาณความถี่สูง จำเป็นต้องลดแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน มิฉะนั้นจะเกิดความร้อนสูงเกินไปของอิเล็กทริกและการแตกหักเคสจะแตก

อิเล็กโทรไลต์ที่มีความจุสูงและกระแสไฟรั่วต่ำสามารถเก็บประจุสะสมไว้ได้นาน ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย ตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 1 MΩ และกำลัง 0.5 W จะต่อแบบขนานกับขั้วต่อเพื่อเร่งการคายประจุเพื่อเร่งการคายประจุ

สำหรับใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงจะใช้ตัวเก็บประจุแบบอนุกรม เพื่อให้แรงดันไฟเท่ากัน ตัวต้านทานที่มีพิกัด 0.2 ถึง 1 MΩ ต่อขนานกับขั้วของแต่ละตัว

หากจำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบขั้วไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ วงจรจะประกอบขึ้นโดยที่กระแสไหลผ่านแต่ละองค์ประกอบในทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส

ก่อนหน้านี้วงจรดังกล่าวถูกประกอบขึ้นเพื่อหมุนเฟสของกระแสสัมพันธ์กับแรงดันไฟเมื่อเริ่มต้นสามเฟสที่ทรงพลัง มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสจาก เครือข่ายเฟสเดียว. ตอนนี้คำถามนี้สูญเสียความเกี่ยวข้องในอดีตไปแล้ว

การไม่มีตัวต้านทานจำกัดกระแสในวงจรดังกล่าวทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปของชั้นอิเล็กทริกและความล้มเหลวของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

อิเล็กโทรไลต์เหลวจะแห้งเป็นครั้งคราวเนื่องจากข้อบกพร่องในเคส ด้วยเหตุนี้ความจุจึงค่อยๆลดลง เมื่อเวลาผ่านไปถึงค่าวิกฤต ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่หมดสภาพการทำงานส่วนใหญ่มักทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าชำรุด

ความล้มเหลวของตัวเก็บประจุเนื่องจากการละเมิดความต้านทานเทียบเท่าESR

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีอีกอันหนึ่ง คุณสมบัติทางเทคนิคซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพระหว่างการใช้งาน เมื่อเวลาผ่านไป ตัวเก็บประจุจะค่อยๆ ลดการนำไฟฟ้าระหว่างเพลตและขั้วเนื่องจากกระบวนการทางไฟฟ้าภายในที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ค่าของมันประเมินโดยความต้านทานเชิงแอคทีฟที่เทียบเท่าซึ่งแสดงโดยดัชนี ESR ในรัสเซียเรียกว่า EPS: ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า

ตัวเก็บประจุที่มี ERS เพิ่มขึ้นไม่แตกต่างจากตัวเก็บประจุที่ดี แค่เขา ความต้านทานที่ใช้งานเพิ่มขึ้นมากกว่าหนึ่งโอห์มและสามารถเข้าถึงได้ถึง 10 โอห์ม

วิธีการกำหนด

อุตสาหกรรมนี้ผลิตอุปกรณ์ที่สามารถวัดค่านี้ได้โดยใช้ต้นแบบที่ประดิษฐ์ขึ้นในรัสเซียในช่วงทศวรรษที่ 60 ช่วยให้คุณทำการวัดโดยไม่ต้องบัดกรีตัวเก็บประจุจากวงจรซึ่งทำงานบนหลักการของเครื่องวัดความต้านทานสะพานสำหรับ กระแสสลับ.

ช่างฝีมือสร้างการออกแบบที่เรียบง่ายของตัวเองซึ่งช่วยให้คุณสามารถประเมินสุขภาพของตัวเก็บประจุด้วยพารามิเตอร์นี้โดยพิจารณาจากการกำหนดความต้านทานเชิงรุกที่เกิน 1 โอห์ม ด้วยตัวบ่งชี้ดังกล่าว คุณสามารถประกอบอุปกรณ์อย่างง่ายที่แสดงในแผนภาพได้

ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบนิ้วธรรมดา ไฟ LED สว่างขึ้นเพื่อบ่งบอกถึงความเหมาะสม ตัวเก็บประจุไฟฟ้าโดยพารามิเตอร์ ERS โดยการเปรียบเทียบสัญญาณความถี่สูงบนหม้อแปลง Toroidal ที่มาจากตัวเก็บประจุและวงจรออสซิลเลเตอร์ที่เกิดขึ้น

ภาพของวงจรเดียวกันในรูปแบบที่ค่อนข้างง่ายแสดงอยู่ด้านล่าง

ตัวเก็บประจุที่ทดสอบแล้วเชื่อมต่อกับขดลวดที่ทำด้วยการหมุนรอบเดียวบนหม้อแปลงที่ทำจากแกนเฟอร์โรแมกเนติกที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กที่ 800 ÷ 1,000 สำหรับขดลวดนี้ แรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 200 มิลลิโวลต์ คุณจึงสามารถประเมินคุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์ได้โดยไม่ต้องแยกบัดกรีออกจากบอร์ด

ตัวบ่งชี้นี้ไม่ต้องการการตั้งค่าพิเศษใด ๆ การตรวจสอบการเรืองแสงของ LED บนตัวต้านทานควบคุมหนึ่งโอห์มนั้นเพียงพอแล้ว และใช้เพื่อนำทางในการวัดเพิ่มเติม ทรานซิสเตอร์สามารถใช้ได้กับทุกคนที่มี นักสะสมปัจจุบัน 100 mA และเกนมากกว่า 50

โพรบดังกล่าวจะทำงานไม่ถูกต้องกับตัวเก็บประจุที่น้อยกว่า 100uF

Ionistor - ตัวเก็บประจุยิ่งยวด

ตัวเก็บประจุชนิดหนึ่งที่มีอิเล็กโทรไลต์ที่ช่วยให้มั่นใจถึงการไหลของกระบวนการไฟฟ้าเคมีคือ มันใช้ผลกระทบของชั้นไฟฟ้าคู่ที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุของซับในสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์และรวมฟังก์ชั่นของตัวเก็บประจุกับแหล่งกระแสเคมี

การออกแบบแสดงในภาพ

ที่นี่ความหนาของชั้นสองที่เกิดขึ้นมีขนาดเล็กมาก สิ่งนี้ช่วยให้คุณเพิ่มความจุของไอออนิกได้อย่างมาก นอกจากนี้ยังง่ายกว่าสำหรับตัวเก็บประจุเหล่านี้เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสของเพลต ผลิตจากวัสดุที่มีรูพรุน เช่น ถ่านกัมมันต์, โฟมโลหะ

ความจุของอิออนิสเตอร์สามารถเข้าถึงได้หลายระดับที่แรงดันไฟฟ้าบนเพลตสูงถึง 10 โวลต์ เขาได้รับมันในเวลาอันสั้นแล้วเก็บไว้อย่างปลอดภัย ดังนั้น รุ่นเหล่านี้จึงถูกใช้เพื่อสำรองแหล่งจ่ายไฟต่างๆ

สภาพการทำงานส่งผลกระทบอย่างมากต่อระยะเวลาของสถานะการทำงานของไอออนิสเตอร์ หากอุณหภูมิในการทำงานไม่เกิน 40 องศา และแรงดันไฟฟ้าเป็น 60% ของค่าปกติ ทรัพยากรนั้นอาจมีมากกว่า 40,000 ชั่วโมง

มีเพียงการเพิ่มความร้อนเป็น 70 องศาและแรงดันไฟฟ้าถึง 80% เนื่องจากเวลาทำงานลดลงเหลือ 500 ชั่วโมง Ionistors พบการใช้งานที่หลากหลายในชีวิตประจำวัน พวกเขาทำงานในแผงโซลาร์เซลล์, วิทยุในรถยนต์, .

บริษัท Hyundai Motor Company ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติเกาหลีใต้ กำลังทำงานเกี่ยวกับการผลิตรถโดยสารไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยไอออนิสเตอร์ มีการวางแผนที่จะดำเนินการเรียกเก็บเงินในช่วงหยุดสั้น ๆ บนเส้นทางของการเคลื่อนไหว

ที่แกนกลางของการขนส่งประเภทนี้จะแทนที่รถเข็นอย่างสมบูรณ์ซึ่งเครือข่ายลวดสัมผัสทั้งหมดไม่รวมอยู่ในการทำงาน

ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์สมัยใหม่ซึ่งเรียกว่าตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคอย่างถูกต้องมากขึ้นถูกใช้ในปริมาณมากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ คุ้มค่าและสามารถให้ความจุต่อหน่วยปริมาตรมากกว่าตัวเก็บประจุชนิดอื่น ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ในวงจรที่มีกระแสสูงหรือความถี่ต่ำได้ ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์มักใช้ในการใช้งานเช่นเครื่องขยายเสียงทุกประเภท (จาก Hi-Fi ถึง โทรศัพท์มือถือ) และในวงจรไฟฟ้า เช่นเดียวกับตัวเก็บประจุชนิดอื่นๆ คุณต้องเข้าใจข้อดีและข้อจำกัดของตัวเก็บประจุเพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

การพัฒนาตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าถูกใช้มาหลายปีแล้ว ประวัติของมันสามารถสืบย้อนไปถึงยุคสมัยที่มีการออกอากาศเสียงครั้งแรก ในขณะนั้นโคมไฟแบบไร้สายมีราคาแพงมากและต้องใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาเพิ่มเติมของหลอดสุญญากาศ ทำให้สามารถใช้เครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับได้ เป็นเวลาที่ดีที่จะจ่ายไฟให้กับหลอดจากไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งต้องมีการแก้ไขและกรองแรงดันของแหล่งจ่ายแอโนดเพื่อป้องกันเสียงรบกวนจากไฟหลักเข้าสู่สัญญาณเสียง เพื่อให้สามารถใช้ตัวเก็บประจุในเครื่องรับวิทยุได้ ตัวเก็บประจุต้องไม่ใหญ่เกินไป และ Julius Lilenfild ซึ่งมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการพัฒนาอุปกรณ์ไร้สายสำหรับใช้ในบ้าน สามารถสร้างตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ช่วยให้ มีความจุสูงเพียงพอในขนาดที่เหมาะสมซึ่งในอนาคตจะใช้กับวิทยุ

สัญลักษณ์สำหรับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเป็นรูปแบบของตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์ สัญลักษณ์ช่องสัญญาณอิเล็กโทรไลต์มีขั้ว และนี่เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุได้รับการติดตั้งอย่างถูกต้องและเพื่อหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อในขั้วย้อนกลับ

สัญลักษณ์ที่ใช้สำหรับตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบมีขั้ว

มีสัญลักษณ์แผนผังมากมายที่ใช้สำหรับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า "1" ตัวแรกคือเวอร์ชันที่มักใช้ในวงจรยุโรป ในขณะที่ "2" ถูกใช้ในวงจรอเมริกันจำนวนมาก และ "3" สามารถเห็นได้ในวงจรรุ่นเก่าบางรุ่น บางวงจรไม่พิมพ์เครื่องหมาย "+" ข้างสัญลักษณ์เพลต ซึ่งเห็นได้ชัดเจนว่าเพลตใดมีขั้วใด

เทคโนโลยีการผลิตตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ตามชื่อที่ระบุ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าใช้อิเล็กโทรไลต์ (ของเหลวนำไฟฟ้าอิออน) เป็นหนึ่งในเพลตเพื่อให้ได้ความจุต่อหน่วยปริมาตรที่สูงกว่าตัวเก็บประจุชนิดอื่น มีหลายวิธีในการเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุ: โดยการเพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กตริก การเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวของอิเล็กโทรด และลดระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าใช้ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงของชั้นอลูมินาบนแผ่นตัวเก็บประจุ ซึ่งโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 7 ถึง 8 ซึ่งมีค่ามากกว่าไดอิเล็กตริกอื่นๆ เช่น mylar ซึ่งมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเท่ากับ 3 และไมกามีค่าประมาณ 6 - 8 นอกจากนี้ พื้นที่ผิวที่มีประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดของตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นด้วยค่าความหยาบสูงถึง 120 หน่วยสำหรับฟอยล์อะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง นี่เป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญในการผลิตตัวเก็บประจุที่มีความจุสูงมาก

การสร้างตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

เพลตของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทำจากชั้นอะลูมิเนียมฟอยล์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า แผ่นนี้บางและยืดหยุ่นได้มาก และสามารถบรรจุอิเล็กโทรดเหล่านี้ในปริมาณน้อยได้อย่างง่ายดายเมื่อสิ้นสุดกระบวนการผลิต

อิเล็กโทรดฟอยล์ทั้งสองมีความแตกต่างกันเล็กน้อย พวกเขาถูกปกคลุมด้วยชั้นฉนวนออกไซด์และวางชั้นกระดาษฉนวนที่แช่ในอิเล็กโทรไลต์ระหว่างพวกเขา ฟอยล์ที่หุ้มฉนวนด้วยชั้นออกไซด์ที่หนากว่าและเป็นขั้วบวกของอิเล็กโทรไลต์เหลว ความหนาของฟิล์มออกไซด์ของแอโนดบางนั้นถูกเลือกจากการพิจารณาข้อกำหนดสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน ฟอยล์ที่เป็นแคโทดแม้ว่าจะมีชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติ แต่ก็บางกว่ามาก

โครงสร้างของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ในการบรรจุแผ่นฟอยล์ทั้งสองแผ่นด้วยกระดาษชุบอิเล็กโทรไลต์ ให้รีดเข้าด้วยกันเป็นทรงกระบอกและใส่ในถ้วยอะลูมิเนียม ดังนั้น ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์จึงมีขนาดกะทัดรัดและไว้วางใจได้ พร้อมปกป้องด้วยถ้วยอะลูมิเนียม มีสอง รูปทรงเรขาคณิตซึ่งใช้เชื่อมต่อพิน หนึ่งคือการใช้หมุดตามแนวแกนซึ่งแต่ละอันมีพื้นผิวเรียบของกระบอกสูบ อีกทางเลือกหนึ่งคือใช้ลีดสองอัน ซึ่งทั้งสองอันอยู่หน้ากระบอกเดียวกัน รายละเอียดของพินแกนและเรเดียลจะระบุไว้ในเอกสารอ้างอิงส่วนประกอบ

สำหรับการผลิตตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้ฟอยล์แอโนดที่มีความบริสุทธิ์สูง โดยทั่วไปมีความหนา 50 และ 100 µm แคโทดยังทำจากอลูมิเนียมบริสุทธิ์ แต่ข้อกำหนดสำหรับแคโทดนั้นไม่เข้มงวดเท่ากับขั้วบวก ความหนาของฟอยล์ที่ใช้อยู่ระหว่าง 20 ถึง 50 ไมครอน เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของแอโนดและแคโทด และเพื่อเพิ่มความจุ ความหยาบผิวจะเพิ่มขึ้นโดยการแกะสลัก มีสองวิธีหลักและทั้งสองวิธีเกี่ยวข้องกับการใช้กรดไฮโดรคลอริก

คุณสมบัติของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีพารามิเตอร์จำนวนหนึ่งที่สำคัญไม่น้อยไปกว่าความจุและ ความจุ. เมื่อออกแบบวงจรโดยใช้ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ จำเป็นต้องใส่ใจกับพารามิเตอร์เหล่านี้ การออกแบบบางอย่างอาจมีความสำคัญมากสำหรับพวกมัน

ขั้ว

ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์มีโพลาไรซ์ต่างจากตัวเก็บประจุประเภทอื่น ๆ และต้องต่อสายตามลำดับ ตัวเก็บประจุเองถูกทำเครื่องหมายเพื่อให้สามารถแยกแยะขั้วได้ง่าย นอกจากนี้ เอาต์พุตที่มีป้ายกำกับเป็นแบบทั่วไป

ทั้งนี้เพื่อให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ใดๆ ต่ออยู่ในวงจรด้วยขั้วที่ถูกต้อง อคติย้อนกลับทำให้เกิดการลดลงของชั้นออกไซด์ของไดอิเล็กตริกและเปลี่ยนเป็นตัวนำไฟฟ้า หากสิ่งนี้เกิดขึ้นย่อมนำไปสู่ ไฟฟ้าลัดวงจรและกระแสที่มากเกินไปมักจะทำให้ตัวเก็บประจุร้อนเกินไป ในกรณีนี้ อิเล็กโทรไลต์อาจรั่วไหล และในบางกรณี ตัวเก็บประจุอาจระเบิดได้ กรณีดังกล่าวไม่ใช่เรื่องแปลกและต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่า การติดตั้งที่ถูกต้องโดยเฉพาะในวงจรที่รองรับกระแสไฟสูง

ความจุของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและอายุการใช้งานที่คาดหวัง

ก่อนอื่นต้องระมัดระวังไม่เกินแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า หากไม่ปฏิบัติตามกฎนี้ ตัวเก็บประจุจะมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่าที่ผู้ผลิตประกาศไว้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ยังมีกระแสไฟเกินที่มีนัยสำคัญในวงจรไฟฟ้า ดังนั้นสำหรับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อทำงานในวงจรดังกล่าว จึงจำเป็นต้องคำนึงถึง กระแสสูงสุดคาปาซิเตอร์ซึ่งต้องไม่เกิน หากไม่คำนึงถึง ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อาจร้อนจัดและถูกทำลายได้ เป็นที่น่าสังเกตว่าองค์ประกอบวิทยุเหล่านี้มีอายุการใช้งานที่จำกัด ยิ่งไปกว่านั้น เวลาในการทำงานของทั้งระบบอาจอยู่ที่ 1,000 ชั่วโมงที่ค่าแรงดันไฟสูงสุด แต่สามารถยืดอายุการใช้งานได้อย่างมากหากส่วนประกอบทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าแรงดันไฟสูงสุดที่อนุญาต

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า SMD

ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งปัจจุบันมีการใช้งานมากขึ้นในการออกแบบ SMD ความจุสูงรวมกับต้นทุนต่ำทำให้เป็นที่นิยมโดยเฉพาะในหลายพื้นที่ ในขั้นต้นพวกเขาไม่ได้รับความนิยมมากนักเนื่องจากไม่สามารถทนต่อการบัดกรีได้ดี การออกแบบตัวเก็บประจุที่ได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยพร้อมกับวิธีการบัดกรีแบบใหม่ การปฏิเสธการบัดกรีด้วยคลื่น ช่วยให้ค้นหาตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าได้ ประยุกต์กว้างในการติดตั้งบนพื้นผิว

ตัวเก็บประจุ SMD แบบอิเล็กโทรไลต์มักมีป้ายกำกับด้วยค่าคู่หนึ่ง ได้แก่ ความจุและแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน มีสองวิธีการทำเครื่องหมายหลัก อย่างแรกคือการกำหนดค่าความจุในไมโครฟารัดและอีกอันคือการใช้รหัสพิเศษ การใช้วิธีแรกในการทำเครื่องหมาย "33 6V" จะระบุว่าตัวเก็บประจุมี 33 uF และแรงดันไฟฟ้าทำงาน 6 โวลต์ วิธีการทำเครื่องหมายที่สองอยู่ในรูปแบบของรหัสตัวอักษรตามด้วยตัวเลขสามหลัก ตัวอักษรระบุแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานซึ่งสามารถกำหนดได้จากตารางด้านล่างและตัวเลขสามตัวซึ่งระบุความจุใน picofarads เช่นเดียวกับระบบการทำเครื่องหมายอื่น ๆ ตัวเลขสองหลักแรกกำหนดค่าและตัวคูณที่สาม ในกรณีนี้ เครื่องหมาย "G106" จะระบุแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน 4 โวลต์และความจุ 10 * 106 pF หรือเพียง 10 microfarads

ตัวเก็บประจุแบบไฟฟ้า SMD รหัสแรงดันไฟฟ้า
จดหมาย	แรงดันไฟฟ้า

การทำเครื่องหมายของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

มีเครื่องหมายต่างๆ มากมายที่ใช้ทำเครื่องหมายตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า รวมถึงความจุ แรงดันไฟฟ้าในการทำงาน และพารามิเตอร์อื่นๆ ค่าคีย์จะถูกเขียนโดยตรงบนพื้นผิวหากมีพื้นที่ว่าง แต่ยังสามารถเข้ารหัสสิ่งต่างๆ เช่น ความแม่นยำและแรงดันไฟฟ้าในบางครั้งได้อีกด้วย ระบบเข้ารหัสหรือทำเครื่องหมายขึ้นอยู่กับประเภทตัวเก็บประจุ ผู้ผลิต ความจุ ขนาดส่วนประกอบ ฯลฯ แต่นี้จะอยู่ในบทความอื่น การปรับปรุงตัวเก็บประจุอะลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคใหม่หลังจากการจัดเก็บเป็นเวลานาน อาจจำเป็นต้องปรับสภาพตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ไม่ได้ใช้เป็นเวลาหกเดือนขึ้นไป การกระทำด้วยไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะละลายชั้นออกไซด์บนขั้วบวก และควรซ่อมแซมชั้นนี้ล่วงหน้าก่อนใช้งาน เมื่อทำให้ชั้นออกไซด์บางลง ก็มีเหตุผลที่จะไม่ใช้ความเครียดเต็มที่ เนื่องจาก ในตอนแรกสังเกตเห็นกระแสรั่วไหลที่เพิ่มขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่การปล่อยความร้อนจำนวนมากและในบางกรณีอาจนำไปสู่การระเบิด คุณสามารถคืนค่าตัวเก็บประจุได้โดยเชื่อมต่อตัวเก็บประจุกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานชั่วคราวผ่านตัวต้านทานประมาณ 1.5 kΩ หรือน้อยกว่าเล็กน้อยสำหรับตัวเก็บประจุที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า (คุณต้องแน่ใจว่าตัวต้านทานมีกำลังเพียงพอเพื่อรองรับกระแสประจุของตัวเก็บประจุ) การฟื้นตัวจะคงอยู่เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงหรือมากกว่านั้นจนกว่ากระแสไฟรั่วจะลดลงเป็นค่าที่ยอมรับได้ และแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุถึงค่าที่ใช้ กล่าวคือ ไม่มีกระแสไหลผ่านตัวต้านทาน แรงดันไฟฟ้านี้จะคงอยู่ประมาณหนึ่งชั่วโมง จากนั้นตัวเก็บประจุจะค่อยๆ คายประจุผ่านตัวต้านทานโหลด เพื่อที่พลังงานที่เก็บไว้จะไม่ทำลายวงจรที่จะติดตั้ง

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเป็นตัวเก็บประจุที่ไดอิเล็กตริกเป็นชั้นโลหะออกไซด์บนขั้วบวกและแคโทดเป็นอิเล็กโทรไลต์ ผลที่ได้คือความจุสูงมากที่แรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่ค่อนข้างสูง นี่คือเหตุผลที่ทำให้สินค้าประเภทนี้ได้รับความนิยมอย่างสูง

ประวัติที่มาของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Eugène Adrien Ducretet ค้นพบผลของการเกิดออกซิเดชันทางไฟฟ้าเคมีของโลหะบางชนิดในปี 1875 โดยใช้ตัวอย่างของแทนทาลัม ไนโอเบียม สังกะสี แมงกานีส ไททาเนียม แคดเมียม พลวง บิสมัท อลูมิเนียม และวัสดุอื่นๆ สิ่งสำคัญที่สุดคือเมื่อเปิดใช้งานเป็นขั้วบวก (ขั้วบวกของแหล่งพลังงาน) ชั้นออกไซด์ที่มีคุณสมบัติของวาล์วจะเติบโตบนพื้นผิว ในความเป็นจริง ชนิดของไดโอด Schottky เกิดขึ้น และในงานบางอย่างอะลูมิเนียมออกไซด์นั้นเกิดจากการนำไฟฟ้าชนิด n

ซึ่งหมายความว่าจุดติดต่อมีคุณสมบัติในการแก้ไข ตอนนี้เราสามารถสรุปได้อย่างง่ายดายว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป หากเราจำคุณสมบัติของบาเรียชอตต์กีได้ นี่เป็นหลักที่แรงดันตกคร่อมต่ำเมื่อเปิดในทิศทางไปข้างหน้า แต่ต่ำหมายความว่าอย่างไร? สำหรับตัวเก็บประจุ นี่จะเป็นค่าที่สำคัญ สำหรับการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า หลายคนเคยได้ยินเกี่ยวกับอันตรายของการทดลองดังกล่าว ความจริงก็คือสิ่งกีดขวาง Schottky มีกระแสรั่วไหลสูงเนื่องจากชั้นออกไซด์เริ่มเสื่อมสภาพทันที แต่ในกรณีนี้ ยังมีการกำหนดบทบาทที่สำคัญให้กับการแยกอุโมงค์ด้วย รั่ว ปฏิกิริยาเคมีพร้อมกับการปล่อยก๊าซเนื่องจากมีผลเสียเกิดขึ้น นักทฤษฎีกล่าวว่าปรากฏการณ์นี้ยังนำไปสู่การปลดปล่อยความร้อนอีกด้วย

ปีแห่งการประดิษฐ์ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเรียกว่า พ.ศ. 2439 เมื่อวันที่ 14 มกราคม Karol Pollak ได้ยื่นคำร้องต่อสำนักงานสิทธิบัตรแฟรงค์เฟิร์ต ดังนั้นบนขั้วบวกของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ชั้นออกไซด์จึงถูกสร้างขึ้นภายใต้การกระทำของศักย์บวก กระบวนการนี้เรียกว่าการขึ้นรูปและภายใต้สภาวะ การพัฒนาที่ทันสมัยเทคโนโลยีใช้งานได้นานหลายชั่วโมงหรือเป็นวัน ด้วยเหตุผลเดียวกัน ในระหว่างการใช้งาน การเจริญเติบโตหรือการเสื่อมสภาพของชั้นออกไซด์จะไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าใช้ใน วงจรไฟฟ้าด้วยความถี่สูงถึง 30 kHz ซึ่งหมายถึงเวลาในการเปลี่ยนทิศทางของกระแสในหน่วยสิบไมโครวินาที ในช่วงเวลานี้จะไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับฟิล์มออกไซด์

ในบางครั้งในทางปฏิบัติภายในประเทศ การผลิตตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์เชิงอุตสาหกรรมไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ จนถึงจุดที่ใน วารสารวิทยาศาสตร์ถือว่าเป็นการปรับกระบวนการผลิตให้ถูกต้องแม่นยำ บทความของ Mitkevich (วารสารสมาคมกายภาพและเคมีแห่งรัสเซีย, ฟิสิกส์หมายเลข 34, 1902) เป็นของบันทึกดังกล่าว ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่พิจารณาแล้วประกอบด้วยขั้วบวกอะลูมิเนียมแบนและแคโทดเหล็กสองอันที่ด้านข้าง การออกแบบวางในสารละลายเบกกิ้งโซดา 6-8% การขึ้นรูปดำเนินการด้วยแรงดันคงที่ (ดูด้านล่าง) 100 V ถึงกระแสตกค้าง 100 mA

การพัฒนาอย่างจริงจังครั้งแรกของแหล่งกำเนิดในประเทศของตัวเก็บประจุด้วยอิเล็กโทรไลต์เหลวมีขึ้นตั้งแต่ปี 2474 และถูกสร้างขึ้นโดยห้องปฏิบัติการของ P. A. Ostroumov

ความสามารถของโลหะวาล์วที่มีฟิล์มออกไซด์ในการแก้ไขกระแสไม่เหมือนกัน คุณสมบัติเหล่านี้เด่นชัดที่สุดในแทนทาลัม เห็นได้ชัดว่าเนื่องจากแทนทาลัมเพนท็อกไซด์มีค่าการนำไฟฟ้าแบบ p เป็นผลให้การกลับขั้วนำไปสู่การก่อตัวของไดโอด Schottky ที่เชื่อมต่อในทิศทางไปข้างหน้า ต้องขอบคุณการเลือกอิเล็กโทรไลต์เฉพาะ ทำให้ชั้นการทำงานของอิเล็กทริกที่เสื่อมโทรมกลับคืนมาได้ อยู่ที่ทำงาน เกี่ยวกับเรื่องนี้ การพูดนอกเรื่องประวัติศาสตร์สามารถทำได้

การผลิตตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

โลหะที่ออกไซด์มีคุณสมบัติในการแก้ไขเรียกว่า โลหะเกท โดยการเปรียบเทียบกับไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ เดาได้ไม่ยากว่าการเกิดออกซิเดชันจะนำไปสู่การก่อตัวของวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าชนิด n นี่เป็นเงื่อนไขหลักสำหรับการมีอยู่ของโลหะวาล์ว จากทั้งหมดที่กล่าวมา มีเพียงสองคนเท่านั้นที่มีคุณสมบัติเชิงบวกที่เด่นชัด:

1. อลูมิเนียม
2. แทนทาลัม.

ครั้งแรกใช้บ่อยขึ้นหลายครั้งเนื่องจากความเลวและความชุกในเปลือกโลก แทนทาลัมใช้เฉพาะในกรณีที่รุนแรงเท่านั้น การเติบโตของฟิล์มออกไซด์สามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี:

• วิธีหนึ่งคือการบำรุงรักษา กระแสตรง. เมื่อความหนาของออกไซด์เพิ่มขึ้น ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นควรรวมรีโอสแตทไว้ในวงจรด้วยตัวเก็บประจุในช่วงเวลาของการขึ้นรูป กระบวนการนี้ควบคุมโดยแรงดันตกคร่อมทางแยก Schottky และถ้าจำเป็น การแบ่งจะถูกปรับเพื่อให้พารามิเตอร์คงที่ ความเร็วในการปั้นคือ ชั้นต้นมีค่าคงที่ จากนั้นจุดผันแปรตามด้วยพารามิเตอร์ที่ลดลง และหลังจากช่วงเวลาหนึ่ง การเติบโตของฟิล์มออกไซด์ต่อไปจะดำเนินไปอย่างช้าๆ จนกระทั่งวัฏจักรทางเทคโนโลยีถือว่าสมบูรณ์ ที่โค้งแรก ขั้วบวกมักจะเริ่มเกิดประกายไฟ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เกิดเหตุการณ์นี้จึงเรียกว่าแบบเดียวกัน ในจุดที่สอง ประกายไฟจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และกระบวนการขึ้นรูปต่อไปนั้นไม่สามารถทำได้ และการเปลี่ยนแปลงครั้งที่สองเรียกว่าความเครียดสูงสุด
• เทคนิคที่สองสำหรับการสร้างชั้นออกไซด์คือการรักษาบนขั้วบวก แรงดันคงที่. ในกรณีนี้กระแสจะลดลงแบบทวีคูณตามเวลา แรงดันไฟมักจะถูกเลือกไว้ต่ำกว่าแรงดันประกายไฟ กระบวนการนี้ขึ้นไปยังกระแสไฟตกค้างบางส่วน ซึ่งต่ำกว่าระดับนี้จะไม่ลดลงอีกต่อไป เสร็จสิ้นกระบวนการขึ้นรูป

การเลือกอิเล็กโทรไลต์ที่ถูกต้องมีบทบาทสำคัญในกระบวนการขึ้นรูป ในอุตสาหกรรม นี้เป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของสื่อที่ก้าวร้าวกับอะลูมิเนียม:

สำหรับแทนทาลัมและไนโอเบียม อิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดจัดอยู่ในกลุ่มแรก ค่าความจุของตัวเก็บประจุถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าที่การขึ้นรูปเสร็จสิ้นเป็นหลัก ในทำนองเดียวกัน มีการใช้โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ รวมทั้งกลีเซอรอลและเอทิลีนไกลคอล และเกลือหลายชนิด ไม่ใช่ทุกกระบวนการที่เป็นไปตามรูปแบบที่อธิบายไว้ข้างต้นอย่างเคร่งครัด ตัวอย่างเช่น เมื่อสร้างอะลูมิเนียมในสารละลายกรดซัลฟิวริกโดยใช้วิธีกระแสตรง กราฟจะแสดงส่วนต่อไปนี้

1. แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นเวลาหลายวินาที
2. จากนั้นในอัตราเดียวกันมีการลดลงถึงระดับประมาณ 70% ของยอดถึง
3. ในช่วงที่สาม ชั้นออกไซด์ที่มีรูพรุนหนาจะเติบโต แต่แรงดันไฟฟ้าจะเติบโตช้ามาก
4. ในส่วนที่สี่ แรงดันไฟฟ้าจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วจนเกิดการแตกของประกายไฟ เสร็จสิ้นกระบวนการขึ้นรูป

มากขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี ความหนาของชั้นและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าในการทำงานและความทนทานของตัวเก็บประจุจึงได้รับผลกระทบจากความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ อุณหภูมิ และพารามิเตอร์อื่นๆ

การสร้างตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

เหล่านี้เป็นตัวเก็บประจุที่มีอิเล็กโทรไลต์แห้ง ข้อได้เปรียบที่สำคัญของพวกเขาคือการใช้ปริมาณที่ดี อิเล็กโทรไลต์ส่วนเกินนั้นแทบจะไม่มีเลย ซึ่งช่วยลดน้ำหนักและขนาดได้ในเวลาเดียวกัน ความจุไฟฟ้า. แม้จะมีชื่อลักษณะเฉพาะ แต่อิเล็กโทรไลต์ที่นี่ไม่แห้ง แต่มีความหนืดค่อนข้างมาก พวกเขาจะชุบด้วยผ้าหรือแผ่นกระดาษที่อยู่ระหว่างแผ่น เนื่องจากความหนืดของอิเล็กโทรไลต์ ตัวเครื่องสามารถเป็นพลาสติกหรือกระดาษได้ ซีลเรซินใช้สำหรับปิดผนึก เป็นผลให้วงจรเทคโนโลยีของผลิตภัณฑ์การผลิตง่ายขึ้น ในอดีต พันธุ์อิเล็กโทรไลต์แห้งปรากฏขึ้นในภายหลัง ในทางปฏิบัติภายในประเทศ การกล่าวถึงครั้งแรกตกเมื่อ พ.ศ. 2477

ในตอนท้ายของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจากต่างประเทศมักจะใช้รอยบากกับกากบาทซึ่งปริมาตรภายในจะถูกบีบออก นี้ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ ตัวเก็บประจุที่เสียหายดังกล่าวสามารถมองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่าและเปลี่ยนใหม่ได้ทันท่วงที ซึ่งจะช่วยเร่งกระบวนการซ่อมแซมได้อย่างมาก การทำเครื่องหมายกรณีช่วยหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุและขั้วผิด จากด้านข้างของแคโทดบนตัวที่นำเข้า แถบสีขาวมักจะลากเหนือความสูงทั้งหมดโดยใส่เครื่องหมายลบไว้ ในขณะที่แถบในประเทศจะมีเครื่องหมายกากบาท (บวก) อยู่ฝั่งตรงข้าม

เพื่อเพิ่มการแผ่รังสี สีของลำตัวจะมืด มีข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ แต่หายาก มาตรการดังกล่าวจะเพิ่มการถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม เมื่อเกินแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน (การขึ้นรูป) กระแสที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเกิดขึ้นเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออน, เกิดประกายไฟอย่างแรงที่ขั้วบวกและชั้นอิเล็กทริกบางส่วนทะลุผ่าน ผลที่ตามมาของปรากฏการณ์ดังกล่าวจะหมดไปอย่างง่ายดายในการออกแบบและเมื่อใช้เคสเป็นแคโทด: ตัวเก็บประจุที่มีอิเล็กโทรไลต์เหลวใช้พื้นที่ค่อนข้างมาก แต่กำจัดความร้อนได้ดี แต่พวกเขาแสดงตัวเองได้อย่างสมบูรณ์แบบเมื่อทำงาน ความถี่ต่ำ. สิ่งที่กำหนดลักษณะเฉพาะของการใช้งานเป็นตัวกรองสำหรับแหล่งจ่ายไฟ (50 Hz)

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทรงกระบอกเหล่านี้ไม่ได้จัดเรียงตามที่แสดงด้านบนและไม่มีแถบกระดาษ ในบางรุ่น ตัวเคสจะทำหน้าที่เป็นแคโทด ในขณะที่แอโนดอยู่ภายในและสามารถมีรูปร่างใดก็ได้เพื่อให้มีความจุสูงสุด เนื่องจากการประมวลผลทางกลและการกัดด้วยสารเคมี ซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของอิเล็กโทรด พารามิเตอร์จึงสามารถเพิ่มขึ้นตามลำดับความสำคัญ การออกแบบนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับรุ่นที่มีอิเล็กโทรไลต์เหลว ความจุของการออกแบบภายใต้การพิจารณาจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5 ถึง 20 microfarads สำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรมที่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน 200 ถึง 550 V เนื่องจากความต้านทานอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้นด้วยอุณหภูมิที่ลดลงจึงใช้ตัวเก็บประจุที่มีอิเล็กโทรไลต์เหลวและเคสที่เป็นแคโทดเป็นหลัก ในปากน้ำที่อบอุ่น

ตัวเก็บประจุ- ความจุไม่เปลี่ยนแปลง (หลังจากหมดอายุอายุการใช้งานเท่านั้น) ไมกาผลิตด้วยวัสดุบุผิวฟอยล์

เซรามิค- จาน ดิสก์ หรือท่อเซรามิกที่มีอิเล็กโทรดโลหะติดอยู่ สำหรับการป้องกัน เคลือบด้วยอีนาเมล หรือปิดเป็นกรณีพิเศษ ใช้เป็นโครงร่าง แยก กั้น ฯลฯ

กระจก- บล็อกเผาผนึกเสาหินของชั้นฟิล์มแก้วสลับและฟอยล์อัล ตัวเคสเป็นกระจกชนิดเดียวกัน

แก้วเซรามิค- แก้วเดียวกัน แต่ไดอิเล็กทริกเป็นแก้วที่มีสารเติมแต่งจากแก้วเดียวกัน

เคลือบแก้ว- เคลือบฟันทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กทริกและชั้นเงินทำหน้าที่เป็นจาน

โลหะกระดาษ- อิเล็กทริก (กระดาษตัวเก็บประจุเคลือบ), แผ่น - โลหะบาง ๆ (น้อยกว่าไมโครเมตร) วางบนกระดาษด้านหนึ่ง ตัวเครื่องเป็น Al ทรงกระบอก ปลายปิดด้วยอีพอกซีเรซิน (ฟิล์ม HF)

ฟิล์มและฟิล์มโลหะ- อิเล็กทริก (ฟิล์มที่ทำจากพลาสติก โพลีสไตรีน ฟลูออโรเรซิ่น ฯลฯ) และซับใน (ฟอยล์โลหะหรือโลหะบาง ๆ ที่สะสมอยู่บนฟิล์ม)

สารกึ่งตัวนำไฟฟ้าและออกไซด์: อิเล็กทริก - ชั้นออกไซด์บนโลหะ ซึ่งเป็นหนึ่งในเพลต (แอโนด) ซับในที่สอง (แคโทด) เป็นชั้นอิเล็กโทรไลต์หรือเซมิคอนดักเตอร์ที่ฝากโดยตรงบนชั้นออกไซด์ แอโนดทำมาจากฟอยล์อัลแทนทาลัมหรือไนโอเบียม ตัวเก็บประจุเหล่านี้ใช้เพื่อจุดประสงค์กระแสตรงหรือเป็นจังหวะเท่านั้น เช่น การนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

ส่วนใหญ่จะใช้ในตัวกรองของอุปกรณ์วงจรเรียงกระแส, ในวงจรความถี่เสียง, เครื่องขยายความถี่เสียง

ตัวเก็บประจุไมกาปิดผนึกอย่างผนึกแน่นในกล่องแก้วกับโลหะ<<СГМ>> สำหรับติดตั้งบนพื้นผิว

ตามประเภทของอิเล็กทริกพวกเขาแยกแยะ:

* ตัวเก็บประจุสูญญากาศ (แผ่นที่ไม่มีอิเล็กทริกอยู่ในสุญญากาศ);

*ตัวเก็บประจุที่มี ก๊าซอิเล็กทริก;

*ตัวเก็บประจุที่มี ของเหลวอิเล็กทริก;

*ตัวเก็บประจุที่มีไดอิเล็กตริกอนินทรีย์ที่เป็นของแข็ง: กระจก(แก้วเคลือบ,แก้วเซรามิก,แก้วฟิล์ม) ไมกา, เซรามิก, ชั้นบาง, จากฟิล์มอนินทรีย์;

*ตัวเก็บประจุไดอิเล็กตริกอินทรีย์ที่เป็นของแข็ง: กระดาษ, กระดาษโลหะ, ฟิล์มรวม - กระดาษ-ฟิล์ม, ชั้นบางจากออร์แกนิค ฟิล์มสังเคราะห์;

*ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและออกไซด์ - เซมิคอนดักเตอร์ตัวเก็บประจุดังกล่าวแตกต่างจากประเภทอื่น ๆ ทั้งหมดเป็นหลักในความจุจำเพาะขนาดใหญ่ ใช้เป็นไดอิเล็กตริก ออกไซด์ชั้นบนโลหะ ขั้วบวก.ปกที่สอง ( แคโทด) นี่หรือ อิเล็กโทรไลต์(ในตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า) หรือชั้น เซมิคอนดักเตอร์(ในสารกึ่งตัวนำออกไซด์) วางโดยตรงบนชั้นออกไซด์ ขั้วบวกถูกสร้างขึ้นขึ้นอยู่กับประเภทของตัวเก็บประจุจาก อลูมิเนียม, แทนทาลัมฟอยล์หรือผงเผา

*ตัวเก็บประจุที่เป็นของแข็ง– แทนที่จะใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวแบบดั้งเดิม ใช้พอลิเมอร์อินทรีย์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าพิเศษหรือสารกึ่งตัวนำอินทรีย์ที่มีโพลิเมอไรซ์แทน MTBF - 50,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเล็กน้อย พวกมันไม่ระเบิด

ตัวเก็บประจุสมัยใหม่ถูกทำลายโดยไม่มีการระเบิดเนื่องจากการออกแบบพิเศษของฝาครอบด้านบนระเบิด การทำลายล้างเกิดขึ้นได้เนื่องจากการล่วงละเมิดหรืออายุมากขึ้น

ตัวเก็บประจุที่มีฝาปิดขาดนั้นใช้งานไม่ได้จริงและจำเป็นต้องเปลี่ยน และถ้ามันแค่บวมแต่ยังไม่ขาด เป็นไปได้มากว่ามันจะล้มเหลวในไม่ช้าหรือพารามิเตอร์จะเปลี่ยนไป ซึ่งจะทำให้ใช้งานไม่ได้

ตัวเก็บประจุจำนวนมากที่มีไดอิเล็กทริกออกไซด์ ( อิเล็กโทรไลต์) ทำงานเฉพาะกับขั้วแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องเท่านั้นเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของปฏิกิริยาของอิเล็กโทรไลต์กับอิเล็กทริก ด้วยขั้วของแรงดันย้อนกลับ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามักจะล้มเหลวเนื่องจากการทำลายทางเคมีของอิเล็กทริก ตามด้วยการเพิ่มขึ้นของกระแส เดือดของ e อิเล็กโทรไลต์ภายในและเป็นผลให้มีความน่าจะเป็น การระเบิดคณะ

การระเบิดของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ทั่วไป สาเหตุหลักของการระเบิดคือความร้อนสูงเกินไปของตัวเก็บประจุ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการรั่วไหลหรือการเพิ่มขึ้นของความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่ากันเนื่องจากการเสื่อมสภาพ (เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์พัลซิ่ง) ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ตัวเก็บประจุความร้อนสูงเกินไปเป็นสาเหตุที่พบบ่อยมากของความล้มเหลวเมื่อวางไว้ใกล้กับแหล่งกำเนิดความร้อนที่เพิ่มขึ้น (หม้อน้ำระบายความร้อน)

เพื่อลดความเสียหายต่อผู้อื่นและการบาดเจ็บส่วนบุคคลในตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ที่ทันสมัยมีการติดตั้งวาล์วหรือทำรอยบากบนร่างกาย (คุณมักจะเห็นมันในรูปของตัวอักษร X, K หรือ E ที่ส่วนท้ายบางครั้งมันถูกปิด ด้วยพลาสติกบนตัวเก็บประจุขนาดใหญ่)

ด้วยแรงดันภายในที่เพิ่มขึ้น วาล์วจะเปิดออกหรือตัวเรือนยุบไปตามรอยบาก อิเล็กโทรไลต์ที่ระเหยออกมาจะออกมาในรูปของก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและบางครั้งก็เป็นของเหลว และแรงดันจะลดลงโดยไม่มีการระเบิดและเศษชิ้นส่วน

ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์แบบเก่าถูกผลิตขึ้นในกล่องปิดผนึกและไม่มีการป้องกันการระเบิด แรงระเบิดของส่วนต่างๆ ของร่างกายอาจมีขนาดใหญ่พอที่จะทำร้ายบุคคลได้

อันตรายจากการระเบิดของตัวเก็บประจุเซมิคอนดักเตอร์ออกไซด์ (แทนทาลัม) นั้นแตกต่างจากอิเล็กโทรไลต์เนื่องจากความจริงที่ว่าตัวเก็บประจุดังกล่าวเป็นส่วนผสมที่ระเบิดได้จริง: แทนทาลัมทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงและแมงกานีสไดออกไซด์ทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์และส่วนประกอบทั้งสองนี้ผสมกัน ในการออกแบบตัวเก็บประจุให้มีลักษณะเป็นผงละเอียด เมื่อตัวเก็บประจุเสียหรือเมื่อถูกย้อนกลับโดยไม่ได้ตั้งใจ ความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการไหลของกระแสจะเริ่มต้นปฏิกิริยาระหว่างส่วนประกอบเหล่านี้ ซึ่งดำเนินไปในรูปของวาบรุนแรงกับฝ้าย ซึ่งมาพร้อมกับการกระเจิงของประกายไฟและเศษของ กรณี. แรงระเบิดดังกล่าวค่อนข้างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ และสามารถสร้างความเสียหายได้ไม่เพียงแต่องค์ประกอบวิทยุที่อยู่ใกล้เคียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบอร์ดด้วย ด้วยการจัดเรียงอย่างใกล้ชิดของตัวเก็บประจุหลายตัว ทำให้สามารถเผาไหม้กรณีของตัวเก็บประจุที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งนำไปสู่การระเบิดพร้อมกันของทั้งกลุ่ม

นอกจากนี้ตัวเก็บประจุ แตกต่างกันในความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงความสามารถของพวกเขา:

*ตัวเก็บประจุคงที่- คลาสหลักของตัวเก็บประจุที่ไม่เปลี่ยนความจุ (ยกเว้นอายุการใช้งาน)

* ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน - ตัวเก็บประจุที่อนุญาตให้เปลี่ยนความจุระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ สามารถควบคุมภาชนะได้แบบกลไก แรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิ ใช้ตัวอย่างเช่นใน เครื่องรับวิทยุเพื่อปรับความถี่ของการสัมผัสเรโซแนนซ์

*ตัวเก็บประจุทริมเมอร์- ตัวเก็บประจุความจุที่เปลี่ยนแปลงระหว่างการปรับระยะเดียวและไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ ใช้เพื่อปรับและปรับสมดุลความจุเริ่มต้นของวงจรการผสมพันธุ์ สำหรับการปรับเป็นระยะและการปรับวงจรวงจรที่ต้องการการเปลี่ยนแปลงความจุเล็กน้อย

ตัวเก็บประจุสามารถแบ่งตามเงื่อนไขเป็นตัวเก็บประจุวัตถุประสงค์ทั่วไปและวัตถุประสงค์พิเศษทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ ตัวเก็บประจุ วัตถุประสงค์ทั่วไปใช้ในอุปกรณ์เกือบทุกประเภทและเกือบทุกคลาส ตามเนื้อผ้า ประกอบด้วยตัวเก็บประจุแรงดันต่ำทั่วไป ซึ่งไม่อยู่ภายใต้ข้อกำหนดพิเศษ ตัวเก็บประจุอื่นๆ ทั้งหมดคือ พิเศษ. ได้แก่ ไฟฟ้าแรงสูง ชีพจร การลดเสียงรบกวน dosimetric, สตาร์ทและตัวเก็บประจุอื่นๆ

ตัวเก็บประจุยังโดดเด่นด้วยรูปร่างของเพลต: แบน, ทรงกระบอก, ทรงกลมและอื่น ๆ

ตัวเก็บประจุเซรามิก เป็นองค์ประกอบตามธรรมชาติของเกือบทุกอย่าง วงจรไฟฟ้า. ใช้ในกรณีที่ความสามารถในการทำงานกับสัญญาณของขั้วย้อนกลับ, ตอบสนองความถี่ที่ดี, การสูญเสียต่ำ, กระแสไฟรั่วต่ำ, ขนาดเล็ก ขนาดและต้นทุนต่ำ เมื่อข้อกำหนดเหล่านี้มาบรรจบกัน แทบจะขาดไม่ได้เลย แต่ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีในการผลิตทำให้ตัวเก็บประจุประเภทนี้เป็นช่องเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่มีความจุต่ำ

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมเคลือบด้วยแมงกานีสไดออกไซด์ (MnO 2) ตัวเก็บประจุแทนทาลัมทำงานได้ดีกว่าตัวเก็บประจุอลูมิเนียมเนื่องจากการใช้เทคโนโลยีที่มีราคาแพงกว่า พวกเขาใช้อิเล็กโทรไลต์แบบแห้ง ดังนั้นจึงไม่มีแนวโน้มที่จะ "ทำให้แห้ง" ตัวเก็บประจุอลูมิเนียม พวกมันยังมีการต้านทานแบบแอคทีฟที่ต่ำกว่าบน ความถี่สูง(100 kHz) ซึ่งมีความสำคัญเมื่อใช้ใน แหล่งที่มาของชีพจรโภชนาการ เสถียรภาพทางความร้อน: ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -55 °C ถึง +125°C ความจุจะเปลี่ยนประมาณ + 15% ถึง -15% กระแสรั่วไหลนั้นใกล้เคียงกับของอะลูมิเนียมที่มีพิกัดเดียวกัน ข้อเสียของแทนทาลัมตัวเก็บประจุเป็นตัวเก็บประจุที่ลดลงค่อนข้างมากพร้อมความถี่ที่เพิ่มขึ้นและความไวที่เพิ่มขึ้นต่อการย้อนกลับของขั้วและแรงดันไฟเกิน ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้กับขอบแรงดันไฟฟ้าการทำงานสองเท่า และเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคงที่อุณหภูมิสูงกว่า 85 ° C มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่กระแสประจุที่สูงมากเมื่อเปิดเครื่อง พร้อมด้วยแฟลชสีขาวสว่างและควัน

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมตัวเก็บประจุแบบยึดพื้นผิวเคลือบโพลีเมอร์รวมความจุสูงของตัวเก็บประจุแทนทาลัมเข้ากับค่าการนำไฟฟ้าสูงของวัสดุพอลิเมอร์สมัยใหม่

อะลูมิเนียมโพลีเมอร์ตัวเก็บประจุมีลักษณะที่ดีที่ความถี่ของเครื่องแปลงไฟ มีคุณสมบัติไฟกระชากที่ดีและสามารถใช้กับแรงดันไฟฟ้าที่บันทึกไว้ได้

การพัฒนาเทคโนโลยีแทนทาลัมเกิดขึ้นได้อย่างไร ตัวเก็บประจุไนโอเบียม. ภายใต้เงื่อนไขที่เทียบเท่ากัน พวกเขามีทรัพยากรที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย ตัวอย่างเช่นที่อุณหภูมิ 85 ° C ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมมีทรัพยากรการทำงาน 8 ถึง 25,000 ชั่วโมงแทนทาลัม - 100,000 ชั่วโมงและไนโอเบียม - จาก 200 ถึง 500,000 ชั่วโมง (หนึ่งปีของการทำงานต่อเนื่องประมาณ 8200 ชั่วโมง ) สำหรับบอร์ดรุ่นเก่า (80486, Pentium I ) มีตัวเก็บประจุไนโอเบียมจำนวนมากบางตัวไม่มีขั้ว ไนโอเบียมเป็นสีส้มบางครั้ง บางครั้งก็เป็นสีน้ำเงิน "หยด" แต่มีข้อสรุป