Електроліти́чний конденса́тор
Зміст
Загальний опис (принцип дії)
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.Електролітичний конденсатор, до складу якого входять електроди та електроліт, який відрізняється тим, що електроди виконані у вигляді двох циліндрів, один з яких порожнистий, всередині його із зазором розміщено другий, при цьому зазор між електродами заповнено рідким кристалом.
Історична довідка
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'ятнадсятого 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.
Технічні характеристики
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.
Сфера застосування
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. в радіоелектронній техніці, зокрема в конструкції електролітичних конденсаторів (ЕК). Сутність винаходу: ЕК містить оксидований анод і катод, раделенние пористої полімерною прокладкою і поміщені в електроліт. Пори прокладки виконані циліндричними або конічними, їх геометричні осі складають з перпендикуляром до поверхні прокладки кути, менші або рівні 30o, а сумарна площа поверхні прокладки, займана порами, Sппрор, см2, обрана з співвідношення Sппрор= (0,03 - 0,30)Sпрпродол, де Sпрпродол- площа поверхні прокладки, см2. Така конструкція ЕК дозволяє зменшити його еквівалентний опір і збільшити його місткість. 2 іл.Винахід відноситься до радіоелектронної техніки і може бути використане у виробництві електролітичних фольгових конденсаторів.Відомий електролітичний фольговий конденсатор, що містить оксидований анод і катод, розділені пористої прокладкою і поміщені в електроліт, в якому прокладка виконана з целюлозного паперу.
