Kondensatory biegunowe i niepolarne - jaka jest różnica

Wszystkie rodzaje rodzaje kondensatorówstosowane obecnie prawie wszędzie w elektronice i elektrotechnice, zawierają różne substancje jako dielektryki. Jednak konkretnie kondensatory elektrolityczne, w szczególności również tantal i polimer, a następnie dla nich, gdy są uwzględnione w schemacie, ważne jest ścisłe przestrzeganie biegunowości. Jeśli taki kondensator nie zostanie prawidłowo włączony do obwodu, nie będzie mógł normalnie działać. Kondensatory te są zatem nazywane biegunowymi.

Jaka jest podstawowa różnica między kondensatorem polarnym a niepolarnym, dlaczego niektórym kondensatorom nadal zależy na tym, jak włączyć się do obwodu, a przestrzeganie biegunowości jest fundamentalnie ważne dla innych? Spróbujemy to teraz rozgryźć.

Chodzi o to, że proces produkcji kondensatorów elektrolitycznych jest bardzo różny od, powiedzmy, ceramika lub polipropylen. Jeśli dwie ostatnie płyty i dielektryk są jednorodne względem siebie, to znaczy nie ma różnicy w strukturze na interfejsie płyta-dielektryk po obu stronach dielektryka, wówczas kondensatory elektrolityczne (cylindryczne aluminium, tantal, polimer) mają różnicę w strukturze przejścia dielektrycznego -ładunek po obu stronach dielektryka: anoda i katoda różnią się składem chemicznym i właściwościami fizycznymi.

Kiedy powstaje elektrolityczny aluminiowy kondensator, nie chodzi tylko o to, że rolują dwie identyczne folie pokrywane papierem impregnowanym elektrolitem.

Po stronie płytki anodowej (do której dostarczany jest +) w wytrawionej powierzchni folii osadzona jest warstwa tlenku glinu. Anoda ma za zadanie przekazywać elektrony przez obwód zewnętrzny do katody w procesie ładowania kondensatora.

Podszewka ujemna (katoda) to po prostu folia aluminiowa; elektrony dochodzą do niej w procesie ładowania przez obwód zewnętrzny. Elektrolit tutaj służy jako przewodnik jonów.

Podobnie jest z kondensatorami tantalu, w których proszek tantalu jest stosowany jako anoda, na której powstaje film pięciotlenku tantalu (anoda jest połączona z tlenkiem!), Pełniący funkcję dielektryka, następnie jest warstwa półprzewodnika - dwutlenek manganu jako elektrolit, a następnie srebrna katoda, z którego elektrony wyjdą podczas procesu wyładowania.

Kondensatory elektrolityczne polimerowe wykorzystują jako katodę lekki polimer przewodzący światło, ale poza tym wszystkie procesy są podobne. Najważniejsze jest reakcje utleniania i redukcji, jak w akumulatorze. Anoda utlenia się podczas reakcji wyładowania elektrochemicznego, a katoda jest przywracana.

Gdy kondensator elektrolityczny jest naładowany, na jego katodzie, na płytce ujemnej występuje nadmiar elektronów, zgłaszając tylko ujemny ładunek do tego terminala, a na anodzie - brak elektronów, co daje ładunek dodatni, a zatem otrzymujemy różnicę potencjałów.

Jeśli naładowany kondensator elektrolityczny zostanie zwarty do obwodu zewnętrznego, wówczas nadmiar elektronów będzie przebiegał od ujemnie naładowanej katody do dodatnio naładowanej anody, a ładunek zostanie zneutralizowany. W elektrolicie jony dodatnie przemieszczają się w tym momencie z katody do anody.

Jeśli taki biegunowy kondensator nie zostanie poprawnie włączony w obwód, wówczas opisane reakcje nie będą mogły przebiegać normalnie, a kondensator nie będzie działał normalnie. Kondensatory niepolarne mogą pracować w dowolnym włączeniu, ponieważ nie mają ani anody, ani katody, ani elektrolitu, a ich płytki oddziałują z dielektrykiem w ten sam sposób, podobnie jak ze źródłem.

Ale co, jeśli pod ręką są tylko polarne kondensatory elektrolityczne, ale musisz przeprowadzić włączenie kondensatora do obwodu prądowego o zmiennej polaryzacji? Jest na to jedna sztuczka. Konieczne jest wzięcie dwóch identycznych polarnych kondensatorów elektrolitycznych i połączenie ich szeregowo z tymi samymi zaciskami. Okaże się jeden niepolarny kondensator dwóch biegunowych, którego pojemność będzie 2 razy mniejsza niż każdego z jego dwóch składników.

Na tej podstawie, nawiasem mówiąc, powstają niepolarne kondensatory elektrolityczne, w których warstwa tlenkowa jest obecna na obu płytach. Z tego powodu niepolarne kondensatory elektrolityczne są znacznie większe niż kondensatory polarne o podobnej pojemności. W oparciu o tę zasadę produkowane są również niepolarne rozruchowe kondensatory elektrolityczne, które są przeznaczone do pracy w obwodach prądu przemiennego o częstotliwości 50–60 Hz.

Zobacz także:Kondensatory w obwodach elektronicznych