Polārie un nepolārie kondensatori - kāda ir atšķirība

Visu veidu kondensatoru veidiko mūsdienās izmanto gandrīz visur elektronikā un elektrotehnikā, tie satur dažādas vielas kā dielektriķi. Tomēr konkrēti elektrolītiskie kondensatori, it īpaši tantala un polimēra, tad, iekļaujot shēmā, ir svarīgi stingri ievērot polaritāti. Ja šāds kondensators nav pareizi iekļauts ķēdē, tad tas nevarēs normāli darboties. Tādēļ šos kondensatorus sauc par polārajiem.

Kāda ir galvenā atšķirība starp polāro kondensatoru un nepolāro, kāpēc dažiem kondensatoriem joprojām rūp, kā tos iekļaut ķēdē, un polaritātes ievērošana ir ļoti svarīga citiem? Mēs mēģināsim to izdomāt tagad.

Šeit runa ir par to, ka elektrolītisko kondensatoru ražošanas process ļoti atšķiras no, teiksim, keramikas vai polipropilēna. Ja pēdējās divas gan plāksnes, gan dielektriķi ir viendabīgi viens pret otru, tas ir, nav atšķirības struktūrā pie plāksnes-dielektriskā interfeisa abās dielektriķa pusēs, tad elektrolītiskajiem kondensatoriem (cilindriskiem alumīnija, tantāla, polimēriem) ir atšķirība dielektriskās pārejas struktūrā. - apšuvums abās dielektriķa pusēs: anodam un katodam ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs un fizikālās īpašības.

Izgatavojot elektrolītisku alumīnija kondensatoru, tas nav tikai tas, ka tie velmē divus identiskus folijas vākus, kas uzlikti ar elektrolītu piesūcinātu papīru.

Anoda plāksnes (kurai piegādāts +) pusē ir alumīnija oksīda slānis, kas īpašā veidā ir nogults uz folijas iegravētā virsmas. Anods ir paredzēts, lai caur katodu ārējā ķēdē elektronus dotu kondensatora uzlādes procesā.

Negatīvā odere (katods) ir vienkārši alumīnija folija; lādēšanas procesā caur ārēju ķēdi elektroni nonāk tajā. Elektrolīts šeit kalpo kā jonu vadītājs.

Situācija ir tāda pati ar tantala kondensatoriem, kur tanta pulveri izmanto kā anodu, uz kura tiek veidota tantala pentoksīda plēve (anods ir savienots ar oksīdu!), Kas pilda dielektriskā funkciju, tad ir pusvadītāja slānis - mangāna dioksīds kā elektrolīts, pēc tam sudraba katods, no kuras elektroni izlādēšanās laikā izies.

Polimēru elektrolītiskos kondensatoros kā katodu izmanto gaismu vadošu polimēru, bet citādi visi procesi ir līdzīgi. Apakšējā līnija ir oksidācijas un reducēšanas reakcijas, tāpat kā akumulatorā. Elektroķīmiskās izlādes reakcijas laikā anods tiek oksidēts, un katods tiek atjaunots.

Kad elektrolītiskais kondensators ir uzlādēts, uz tā katoda, uz mīnusa plāksnes, ir elektronu pārsvars, kas ziņo tikai par šī termināļa negatīvo lādiņu, bet uz anoda - par elektronu trūkumu, dodot pozitīvu lādiņu, tādējādi iegūstot potenciālo starpību.

Ja uzlādētam elektrolītiskajam kondensatoram ir īssavienojums ar ārēju ķēdi, liekie elektroni darbosies no negatīvi lādēta katoda līdz pozitīvi lādētam anodam, un lādiņš tiks neitralizēts. Elektrolītā pozitīvie joni šajā brīdī pārvietojas no katoda uz anodu.

Ja šāds polārais kondensators nav pareizi iekļauts ķēdē, tad aprakstītās reakcijas nevarēs normāli turpināties, un kondensators nedarbosies normāli. Nepolārie kondensatori var darboties jebkurā iekļaušanā, jo tiem nav ne anoda, ne katoda, ne elektrolīta, un to plāksnes mijiedarbojas ar dielektriku tāpat kā ar avotu.

Bet ko tad, ja pie rokas ir tikai polārie elektrolītiskie kondensatori, bet jums jāveic kondensatora iekļaušana strāvas ķēdē ar mainīgu polaritāti? Tam ir viens triks. Ir nepieciešams ņemt divus identiskus polāros elektrolītiskos kondensatorus un savienot tos virknē ar vieniem un tiem pašiem spailēm. No diviem polāriem jūs iegūsit vienu nepolāru kondensatoru, kura ietilpība būs 2 reizes mazāka nekā katram no tā diviem komponentiem.

Uz šī pamata, starp citu, tiek izgatavoti nepolārie elektrolītiskie kondensatori, kuros abās plāksnēs atrodas oksīda slānis. Šī iemesla dēļ nepolārie elektrolītiskie kondensatori ir daudz lielāki nekā līdzīgas kapacitātes polārkondensatori. Pamatojoties uz šo principu, tiek ražoti arī nepolārie elektrolītiskie palaišanas kondensatori, kas paredzēti darbībai maiņstrāvas ķēdēs ar frekvenci 50-60 Hz.

Skatīt arī:Kondensatori elektroniskās shēmās