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        淺談電解電容

        更新時(shí)間:2016/11/28 23:01:09    閱讀:36129

        本文介紹什么是電解電容、電解電容的特點(diǎn)、應(yīng)用、在電路中的作用、好壞判別以及使用注意事項(xiàng)。

        一、電解電容概述

        電解電容是電容的一種,金屬箔為正極(鋁或鉭),與正極緊貼金屬的氧化膜(氧化鋁或五氧化二鉭)是電介質(zhì),陰極由導(dǎo)電材料、電解質(zhì)(電解質(zhì)可以是液體或固體)和其他材料共同組成,因電解質(zhì)是陰極的主要部分,電解電容因此而得名。同時(shí)電解電容正負(fù)不可接錯(cuò)。鋁電解電容器可以分為四類(lèi):引線型鋁電解電容器;牛角型鋁電解電容器;螺栓式鋁電解電容器;固態(tài)鋁電解電容器。

         

        二、電解電容的特點(diǎn)

        1、單位體積的電容量非常大,比其它種類(lèi)的電容大幾十到數(shù)百倍。

        2、額定的容量可以做到非常大,可以輕易做到幾萬(wàn)μf甚至幾f(但不能和雙電層電容比)。

        3、價(jià)格比其它種類(lèi)具有壓倒性?xún)?yōu)勢(shì),因?yàn)殡娊怆娙莸慕M成材料都是普通的工業(yè)材料,比如鋁等等。制造電解電容的設(shè)備也都是普通的工業(yè)設(shè)備,可以大規(guī)模生產(chǎn),成本相對(duì)比較低。


        三、電解電容的應(yīng)用

        有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波、退耦、信號(hào)耦合及時(shí)間常數(shù)設(shè)定、隔直流等作用。一般不能用于交流電源電路,在直流電源電路中作濾波電容使用時(shí),其陽(yáng)極(正極)應(yīng)與電源電壓的正極端相連接,陰極(負(fù)極)與電源電壓的負(fù)極端相連接,不能接反,否則會(huì)損壞電容器。

        無(wú)極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機(jī)S校正電路及單相電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路。

        電解電容器廣泛應(yīng)用于家用電器和各種電子產(chǎn)品中,其容量范圍較大,一般為1~33000μF,額定工作電壓范圍為6.3~700V。其缺點(diǎn)是介質(zhì)損耗、容量誤差較大(最大允許偏差為+100%、-20%),耐高溫性較差,存放時(shí)間長(zhǎng)容易失效。

        電解電容的極性,注意觀察在電解電容的側(cè)面有“-”是負(fù)極、“+”是正極,如果電解電容上沒(méi)有標(biāo)明正負(fù)極,也可以根據(jù)它的引腳的長(zhǎng)短來(lái)判斷,長(zhǎng)腳為正極,短腳為負(fù)極。

        四、電解電容在電路中的作用

        1、濾波作用:在電源電路中,整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流,而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容,利用其充放電特性,使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中,為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化,所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容。由于大容量的電解電容一般具有一定的電感,對(duì)高頻及脈沖干擾信號(hào)不能有效地濾除,故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001~0.lμF的普通電容,以濾除高頻及脈沖干擾。

        2、耦合作用:在低頻信號(hào)的傳遞與放大過(guò)程中,為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響,常采用電容藕合,為了防止信號(hào)中韻低頻分量損失過(guò)大,一般總采用容量較大的電解電容。

        五、電解電容的判斷方法

        電解電容常見(jiàn)的故障有,容量減少,容量消失、擊穿短路及漏電,其中容量變化是因電解電容在使用或放置過(guò)程中其內(nèi)部的電解液逐漸干涸引起,而擊穿與漏電一般為所加的電壓過(guò)高或本身質(zhì)量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬(wàn)用表的電阻檔進(jìn)行測(cè)量。具體方法為:將電容兩管腳短路進(jìn)行放電,用萬(wàn)用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負(fù)極(對(duì)指針式萬(wàn)用表,用數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)表筆互調(diào)),正常時(shí)表針應(yīng)先向電阻小的方向擺動(dòng),然后逐漸返回直至無(wú)窮大處。表針的擺動(dòng)幅度越大或返回的速度越慢,說(shuō)明電容的容量越大,反之則說(shuō)明電容的容量越小.如表針指在中間某處不再變化,說(shuō)明此電容漏電,如電阻指示值很小或?yàn)榱悖瑒t表明此電容已擊穿短路。因萬(wàn)用表使用的電池電壓一般很低,所以在測(cè)量低耐壓的電容時(shí)比較準(zhǔn)確,而當(dāng)電容的耐壓較高時(shí),盡管測(cè)量正常,但加上高壓時(shí)則有可能發(fā)生漏電或擊穿現(xiàn)象。

        六、電解電容的使用注意事項(xiàng)

        1、電解電容由于有正負(fù)極性,因此在電路中使用時(shí)不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中,輸出正電壓時(shí)電解電容的正極接電源輸出端,負(fù)極接地,輸出負(fù)電壓時(shí)則負(fù)極接輸出端,正極接地.當(dāng)電源電路中的濾波電容極性接反時(shí),因電容的濾波作用大大降低,一方面引起電源輸出電壓波動(dòng),另一方面又因反向通電使此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電阻的電解電容發(fā)熱.當(dāng)反向電壓超過(guò)某值時(shí),電容的反向漏電電阻將變得很小,這樣通電工作不久,即可使電容因過(guò)熱而炸裂損壞。

        2、加在電解電容兩端的電壓不能超過(guò)其允許工作電壓,在設(shè)計(jì)實(shí)際電路時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況留有一定的余量,在設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源的濾波電容時(shí),如果交流電源電壓為220~時(shí)變壓器次級(jí)的整流電壓可達(dá)22V,此時(shí)選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿(mǎn)足要求,但是,假如交流電源電壓波動(dòng)很大且有可能上升到250V以上時(shí),最好選擇耐壓30V以上的電解電容。

        3、電解電容在電路中不應(yīng)靠近大功率發(fā)熱元件,以防因受熱而使電解液加速干涸。

        4、對(duì)于有正負(fù)極性的信號(hào)的濾波,可采取兩個(gè)電解電容同極性串聯(lián)的方法,當(dāng)作一個(gè)無(wú)極性的電容

        七、本文總結(jié)

        電子制作中需要用到各種各樣的電容器,它們?cè)陔娐分蟹謩e起著不同的作用。與電阻器相似,通常簡(jiǎn)稱(chēng)其為電容,用字母C表示。顧名思義,電容器就是“儲(chǔ)存電荷的容器”。盡管電容器品種繁多,但它們的基本結(jié)構(gòu)和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(zhì)(固體、氣體或液體)所隔開(kāi),就構(gòu)成了電容器。兩片金屬稱(chēng)為的極板,中間的物質(zhì)叫做介質(zhì)。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見(jiàn)的是固定容量的電容,最多見(jiàn)的是電解電容和瓷片電容。

        不同的電容器儲(chǔ)存電荷的能力也不相同。規(guī)定把電容器外加1伏特直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱(chēng)為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F)。但實(shí)際上,法拉是一個(gè)很不常用的單位,因?yàn)殡娙萜鞯娜萘客?法拉小得多,常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱(chēng)微微法)等,它們的關(guān)系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000納法(nF)=1000000皮法(pF) 在電子線路中,電容用來(lái)通過(guò)交流而阻隔直流,也用來(lái)存儲(chǔ)和釋放電荷以充當(dāng)濾波器,平滑輸出脈動(dòng)信號(hào)。小容量的電容,通常在高頻電路中使用,如收音機(jī)、發(fā)射機(jī)和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲(chǔ)電荷用。而且還有一個(gè)特點(diǎn),一般1μF以上的電容均為電解電容,而1μF以下的電容多為瓷片電容,當(dāng)然也有其他的,比如獨(dú)石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容有個(gè)鋁殼,里面充滿(mǎn)了電解質(zhì),并引出兩個(gè)電極,作為正(+)、負(fù)(-)極,與其它電容器不同,它們?cè)陔娐分械臉O性不能接錯(cuò),而其他電容則沒(méi)有極性。

        把電容器的兩個(gè)電極分別接在電源的正、負(fù)極上,過(guò)一會(huì)兒即使把電源斷開(kāi),兩個(gè)引腳間仍然會(huì)有殘留電壓,我們說(shuō)電容器儲(chǔ)存了電荷。電容器極板間建立起電壓,積蓄起電能,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過(guò)程,稱(chēng)為電容器的放電。

        舉一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子,我們看到市售的整流電源在拔下插頭后,上面的發(fā)光二極管還會(huì)繼續(xù)亮一會(huì)兒,然后逐漸熄滅,就是因?yàn)槔锩娴碾娙菔孪却鎯?chǔ)了電能,然后釋放。當(dāng)然這個(gè)電容原本是用作濾波的。至于電容濾波,不知你有沒(méi)有用整流電源聽(tīng)隨身聽(tīng)的經(jīng)歷,一般低質(zhì)的電源由于廠家出于節(jié)約成本考慮使用了較小容量的濾波電容,造成耳機(jī)中有嗡嗡聲。這時(shí)可以在電源兩端并接上一個(gè)較大容量的電解電容(比如1000μF,注意正極接正極),一般可以改善效果。發(fā)燒友制作HiFi音響,都要用至少1萬(wàn)微法以上的電容器來(lái)濾波,濾波電容越大,輸出的電壓波形越接近直流,而且大電容的儲(chǔ)能作用,使得突發(fā)的大信號(hào)到來(lái)時(shí),電路有足夠的能量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)勁有力的音頻輸出。這時(shí),大電容的作用有點(diǎn)像水庫(kù),使得原來(lái)洶涌的水流平滑地輸出,并可以保證下游大量用水時(shí)的供應(yīng)。

        電子電路中,只有在電容器充電過(guò)程中,才有電流流過(guò),充電過(guò)程結(jié)束后,電容器是不能通過(guò)直流電的,在電路中起著“隔直流”的作用。電路中,電容器常被用作耦合、旁路、濾波等,都是利用它“通交流,隔直流”的特性。那么交流電為什么能夠通過(guò)電容器呢?我們先來(lái)看看交流電的特點(diǎn)。交流電不僅方向往復(fù)交變,它的大小也在按規(guī)律變化。電容器接在交流電源上,電容器連續(xù)地充電、放電,電路中就會(huì)流過(guò)與交流電變化規(guī)律一致的充電電流和放電電流。電容器的選用涉及到很多問(wèn)題。首先是耐壓的問(wèn)題。加在一個(gè)電容器的兩端的電壓超過(guò)了它的額定電壓,電容器就會(huì)被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V,10V,16V,25V,50V等。

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