Електролітичний конденсатор

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Версія від 05:31, 5 травня 2017, створена 193.151.104.74 (обговорення) (орфографічна помилка в слові "дев'ятнадцятому")
(різн.) ← Попередня версія • Поточна версія (різн.) • Новіша версія → (різн.)
Перейти до: навігація, пошук
Найпоширеніші види танталових і алюмінієвих електролітичних конденсаторів.

Електроліти́чний конденса́тор (англ. electrolytic capacitor) — електричний конденсатор, у якому як діелектрик використовується тонка оксидна плівка, нанесена на поверхню одного з електродів (металічного) — аноду, а в ролі другого електроду (катоду) виступає електроліт.

За типом наповнення електролітичні конденсатори можна розділити на: рідинні, сухі, оксидно-напівпровідникові та оксидно-металеві.

Головною особливістю електролітичних конденсаторів є те, що вони, в порівнянні з іншими типами конденсаторів, мають більшу ємність при достатньо невеликих габаритах. Крім того, вони є полярними електричними накопичувачами, тобто повинні включатися в електричне коло з дотриманням полярності.

Існують і неполярні електролітичні конденсатори, але при рівній ємності їх габарити більші (як і ціна). В основному, конденсатори такого типу застосовуються для згладжування пульсуючого струму у колах випрямлячів змінного струму. Крім цього, електролітичні конденсатори широко використовуються в звуковій техніці.

Історія[ред.ред. код]

Один з перших електролітичних конденсаторів (1914), використовувався як конденсатор розв'язки в детекторних приймачах. Мав ємність близько 2 мкФ.

Принцип електролітичного конденсатора був виявлений у 1886 році польським винахідником Каролем Поллаком, як частина його дослідження анодування алюмінію та інших металів. Поллак виявив, що між тонким шаром оксиду алюмінієм і розчину електроліту була дуже висока ємність. Однією з основних проблем було те, що більшість електролітів, як правило, розчиняють оксидний шар, коли живлення вимкнено, але він зрештою зрозумів, що тетраборат натрію (бура) дозволить шару бути сформованим і не буде атакувати його згодом. Поллак отримав патент на свій алюмінієвий електролітичний конденсатор в 1897 році.[1]

Першим застосуванням технології було створення конденсаторів для двигунів однофазного змінного струму (AC). Хоча більшість електролітичних конденсаторів поляризовані, тобто вони можуть працювати тільки на постійному струмі (DC), шляхом анодування алюмінієвої пластини, а потім поміщення їх у ванну з розчином солі бура, можливо зробити конденсатор, який може працювати в системах змінного струму.

Електролітичні конденсатори дев'ятнадцятого і початку двадцятого століття мало були схожі на їх сучасні типи, їхня конструкція більше нагадувала автомобільні аккумулятори.

Першим головним застосуванням конденсаторів постійного струму цього типу було їх використання у великих телефонних станціях для зменшення шуму, який створювали реле на 48 вольт постійного струму.

Конструкція[ред.ред. код]

Електролітичні конденсатори, як правило, мають таку будову: шар електроліту поміщується між електродами з металевим типом провідності, один з яких покритий тонким шаром діелектрика (оксидною плівкою). За рахунок надзвичайно малої товщини діелектрика, ємність конденсатора досягає значних величин. Однак, контакт двох провідних пластин, розділених тонким діелектриком не є ідеальним, тому для усунення повітряного зазору, в простір між пластинами вводять електроліт. Як електроліту часто використовують концентровані розчини кислот і лугів.

Електричні характеристики[ред.ред. код]

Еквівалентна послідовна схема[ред.ред. код]

Еквівалентна схема електролітичного конденсатора.

Електричні характеристики конденсаторів приведені у відповідність міжнародним загальним технічним умовам IEC 60384-1. Згідно цього стандарту ці характеристики описуються ідеалізованою моделлю — еквівалентною послідовною схемою.

  • C — електрична ємність конденсатора,
  • RESR — еквівалентний послідовний опір, описує омічні втрати, скорочено «ESR»,
  • LESL — еквівалентна послідовна індуктивність, описує індуктивний імпеданс, сокрочено «ESL»,
  • Rleak — електричний опір, що являє собою струм втрат конденсатора.

Маркування та позначення[ред.ред. код]

Маркування полярності[ред.ред. код]

У електролітичних конденсаторів з рідким електролітом негативний полюс позначений на корпусі, а у електролітах з твердим електролітом зазвичай позначено позитивний полюс.

Polarity-wet-Al-Elcaps.jpg Polarity-rectangular-chips.jpg

Позначення у схемах[ред.ред. код]

Символи електролітичного конденсатора:

Polarized capacitor symbol.png Polarized capacitor symbol 2.png Polarized capacitor symbol 3.png Capacitor-symbol-bipolar-El-Cap.png
Електролітичний конденсатор
(варіанти позначень)
Біполярний
електролітичний
конденсатор

Застосування[ред.ред. код]

Електролітичні конденсатори (в радіотехніці часто використовується скорочення «електроліти») є низькочастотними елементами електричного кола, їх рідко застосовують для роботи на частотах вище 30 кГц. В основному електроліти знайшли своє застосування у випрямлячах змінного струму для згладжування пульсуючого струму. Вони використовуються у звуковій техніці для перешкоджання проходження постійної складової у наступні каскади підсилювача. Також вони застосовуються для згладжування ШІМ для світлодіодних драйверів.

Через неможливість досягти достатньої герметизації корпусу, рідкий електроліт з часом висихає. При цьому втрачається ємність конденсатора. Також висиханню електроліту сприяє нагрів. Тому на корпусі практично будь-якого електролітичного конденсатора вказується допустимий діапазон робочої температури. Наприклад, від −40 до +105 °C.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Німецький патент D.R.P. 92564