цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Что случится, если полярный конденсатор подключить неправильно

Что случится, если полярный конденсатор подключить неправильно

Автор: Mike(admin) от 31-07-2020, 23:55

Что произойдет, если неправильно подключить электролитический конденсатор


В мире электроники существуют различные типы конденсаторов, в том числе и полярные (например электролитические, ELD и суперконденсаторы) и неполярные конденсаторы (керамические, слюдяные, пленочные, бумажные и переменные конденсаторы). Конденсаторы играют активную и важную роль как в цепях переменного, так и постоянного тока (то есть в фильтрах, RC-цепях, улучшении коэффициента мощности, генераторах, демпферах и пускателях двигателей и т. д.). Но давайте поговорим конкретнее о полярных электролитических конденсаторах.


Что случится, если полярный конденсатор подключить неправильно

Электролитический полярный конденсатор представляет собой тип полярного конденсатора, полярность которого на клеммах обозначена катодом и анодом (положительная и отрицательная клеммы).


В электролитическом конденсаторе между двумя электродами расположен изолирующий слой, используемый в качестве диэлектрика (твердый, жидкий или газообразный материал). Существуют две металлические пластины, где первая пластина выступает в качестве положительного «анода» и покрыта изолирующим оксидным слоем посредством анодирования, и в качестве второго вывода, известного как «катод», используется электролит. Существует три типа электролитических конденсаторов, а именно алюминиевые, танталовые и ниобиевые конденсаторы.


Что случится, если полярный конденсатор подключить неправильно

В алюминиевых электролитических конденсаторах электроды изготовлены из чистого алюминия, однако анодный (положительный) электрод изготовлен путем формирования изолирующего слоя оксида алюминия (Al2O3) посредством анодирования. Электролит (твердый или не твердый) помещается на изолирующую поверхность анода. Этот электролит технически действует как катод. Второй алюминиевый электрод расположен сверху электролита, который действует как его электрическое соединение с отрицательным выводом конденсатора.


Алюминиевая фольга и бумажная прокладка намотаны вместе. Они пропитаны электролитом, а затем покрыты алюминиевым корпусом. В плане строения конденсаторов этого достаточно, давайте сосредоточимся непосредственно на теме вопроса.


Мы знаем, что конденсатор блокирует постоянный ток и пропускает переменный ток. Полярный, т.е. электролитический конденсатор, должен быть подключен к правым клеммам источника постоянного тока для правильной работы при использовании в цепях постоянного тока. Другими словами, положительный и отрицательный источник постоянного тока должны быть подключены к положительной и отрицательной клеммам конденсатора соответственно.


Несчастные случаи реальны, и они часто происходят преднамеренно или случайно. Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если полярный или электролитический конденсатор подключен к обратной клемме источника питания постоянного тока, т. е. отрицательный вывод к положительному и наоборот.


В случае обратного подключения конденсатор не будет работать вообще, и если приложенное напряжение выше, чем значение номинальной емкости конденсатора, больший ток утечки начнет протекать и нагревать конденсатор, что приведет к повреждению диэлектрической пленки (слой алюминия очень тонкий и легко ломается) по сравнению с приложенным напряжением постоянного тока, конденсатор даже может взорваться.


Необходимо соблюдать осторожность при подключении полярного конденсатора к источнику постоянного тока с соответствующими клеммами. В противном случае обратное напряжение может повредить конденсатор с треском за очень короткое время (несколько секунд). Это может привести к серьезным травмам или опасному пожару (танталовые конденсаторы могут легко воспламенеть).


Слои алюминия в электролитическом конденсаторе несут только прямое напряжение постоянного тока (так же, как прямой диод смещения). Обратное напряжение постоянного тока на полярном конденсаторе приведет к выходу из строя конденсатора из-за короткого замыкания между его двумя клеммами через диэлектрический материал (аналогично диоду с обратным смещением, работающему в области пробоя). Это явление известно как эффект клапана.


Имейте в виду, что электролит, используемый в фольге и электролитическом конденсаторе, может зажить и вернуть конденсатор в его нормальное положение, если в конденсаторе прошло очень низкое обратное напряжение. Поэтому, если вы приложили обратное напряжение к полярному конденсатору и используете его только для проектов, связанных с хобби, вы должны проверить конденсатор перед установкой в цепь или заменить его новым в случае коммерческого и промышленного использования.


В случае обратного напряжения (отрицательный источник к положительной клемме и наоборот) с большей вероятностью приведет к взрыву алюминиевого электролитического конденсатора из-за ионов водорода. В этом неправильном проводном соединении на электролитическом катоде имеется положительное напряжение, а на оксидном слое появляется отрицательное напряжение. В этой ситуации ионы водорода (Н2), собранные в оксидном слое, будут проходить через диэлектрическую среду между двумя пластинами и достигать металлического слоя, где все превращается в газообразный водород. Давление, создаваемое водородным газом, является достаточным для разрушения конденсатора, и корпус может взорваться с испарением.


Когда положительные и отрицательные клеммы подключены обратно. Водород будет генерироваться без образования оксидной пленки, которая необходима для диэлектрической среды. По этой причине удельное сопротивление электролитического конденсатора с обратной связью меньше по сравнению с надлежащим соединением, т.е. положительным и отрицательным источником к положительной и отрицательной клеммам соответственно. Весь этот процесс потерпит неудачу и повредит конденсатор.


Диэлектрическая среда, используемая между двумя электродами электролитического конденсатора, является однонаправленной, то есть она пропускает ток только и только в одном направлении, как диод с PN-переходом. В случае обратного соединения диэлектрическая среда не будет действовать как сопротивление или изоляционный материал. Газообразный водород будет генерироваться в течение очень нескольких секунд, и конденсатор будет действовать как короткое замыкание для источника постоянного тока, что приводит к выходу конденсатора из строя (с выпуклой верхней частью или общим износом).


Всегда проверяйте положительную и отрицательную клеммы электролитического и полярного конденсаторов. Тот вывод, на котором напечатана метка «-» (отрицательная полоска или полоска со стрелкой) или короткая ножка, известен как «катод» или отрицательный конец, а другой с длинной ножкой известен как «анод» или положительный вывод.




© digitrode.ru


Теги: конденсатор




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий