מהו קבל אלקטרוליטי: בנייה, סמלים והטבות

אלקטרוליטי קַבָּל ידוע בכינויו קבל מקוטב, בו האנודה חיובית יותר מתח מאשר הקתודה. הם משמשים ביישומי סינון, פילטרים בעלי מעבר נמוך, מעגלי מגבר שמע ועוד רבים אחרים. מתכות כמו אלומיניום, טנטלום, ניוביום, מנגן וכו 'יוצרות שכבת תחמוצת בתהליך האלקטרוכימי החוסמת את הזרם החשמלי הזורם בכיוון אחד אך מאפשרת זרימת זרם בכיוון ההפוך. תופעה זו נצפתה לראשונה על ידי יוהן היינריך באף (1805–1878), הפיזיקאי והכימאי הגרמני בשנת 1857. החוקר והמייסד הצרפתי יוג'ין דוקרט בשנת 1875 היה האדם הראשון שיישם רעיון זה והמציא את המונח 'מתכת שסתום' עבור אלה. מתכות. את הפיתוח האמיתי של קבלים אלקטרוליטיים עם נייר אלומיניום מפריד נייר שהתחיל א 'אקל מ הידרה-וורקה (גרמניה) בשנת 1927 בשילוב עם הרעיון של סמואל רובן לבנייה מוערמת.

מהו קבל אלקטרוליטי?

הגדרת קבלים אלקטרוליטית היא, שהוא קבלים מקוטבים שהאנודה שלהם כוללת מתח גבוה או יותר חיובי מאשר קָטוֹדָה. כפי שהשם מרמז שמדובר בקבל מקוטב ותפקוד קבלים אלקטרוליטי הוא, הוא משתמש באלקטרוליט להפעלת מתח גבוה או יותר חיובי על האנודה מאשר הקתודה. לכן, מסוף האנודה מסומן בסימן חיובי, ואילו הקתודה בסימן שלילי. הפעלת מתח קוטביות הפוך של 1 עד 1.5 וולט עשויה להרוס את הקבל ואת הדיאלקטרי והתוצאה מסוכנת, מה שמוביל לפיצוץ או שריפה.

קבלים אלקטרוליטיים משתמשים באלקטרוליט, בצורת מוצק, נוזל או ג'ל - משמש כקטודה או כצלחת שלילית להשגת קיבול גבוה בהרבה ליחידת נפח. מאידך, לוח או אנודה חיובית העשויה ממתכת משמשים כשכבת תחמוצת בידוד הנוצרת באמצעות אנודיזציה. זה מאפשר לשכבת תחמוצת לעבוד כדיאלקטרי של הקבל.

בְּנִיָה

קונסטרוקציית הקבלים האלקטרוליטית כוללת שתי שכבות דקות של נייר אלומיניום - נייר האלומיניום והרדיד הנחרט. שני נייר כסף אלה מופרדים על ידי אלקטרוליט. כדי לקבוע את הקוטביות של שני נייר כסף, הם עוברים אנודציה על ידי גידול כימי של שכבה דקה של תחמוצת אלומיניום ליצירת האנודה ומבדיל את עצמו מהקטודה. בתהליך בניית קבלים אלקטרוליטיים נוצרים הקתודה והאנודה האנודה המופרדת באמצעות אלקטרוליט (נייר ספוג אלקטרוליט).

במהלך פעולה סטנדרטית, האנודה מוחזקת בחיוב לגבי הקתודה, ולכן הקתודה מסומנת בסימן שלילי (-) על גוף הקבל. מכיוון שאלומיניום הוא מכשיר מקוטב, הפעלת מתח הפוך על המסופים הללו תייצר את הבידוד בקבל, ויפגע בקבל.

המאפיין הייחודי של קבלים מאלומיניום הוא תהליך הריפוי העצמי של קבלים פגומים. במהלך המתח ההפוך, שכבת התחמוצת מוסרת מהנייר כסף, אולם מאפשרת לזרם לעבור מנייר כסף לשני.

סמל קבלים אלקטרוליטיים

סמל הקבל האלקטרוליטי מוצג באיור למטה. סמלי הקבלים הם משני סוגים. הסמל השני (ב) מייצג את הקבל המקוטב, שיכול להיות קבל אלקטרוליטי או טנטלום. הלוח המעוקל על הסמל מרמז כי הקבל מקוטב והוא הקתודה, המוחזקת במתח נמוך יותר מהאנודה. הסמל הראשון (א) באיור להלן מייצג את הקבל שאינו מקוטב.

קוטביות

ידיעת הקוטביות של כל מכשיר חשובה לבניית מכשיר כלשהו מעגלים אלקטרונים . חיבור בסביבה אחרת יכול להרוס את הקבל. למרות שקבלים מסוימים אינם מקוטבים, כמו קבלים קרמיים (1 µF או פחות), ניתן לחבר אותם בשני הכיוונים.

קבלים קרמיים

במקרים מסוימים, העופרת החיובית של הקבל תהיה ארוכה יותר מהעופרת השלילית. לפעמים מסופי הקבלים גזומים, כאשר המשתמש חייב להיות זהיר בחיבור הקבל.

קבלים הטנטלום והאלומיניום מורכבים מקוטביות המסומנת בסימן הפלוס (+) המציין את צד האנודה.

סוג אלקטרוליט שאינו מוצק של קבלים אלקטרוליטיים מורכב מקוטביות המסומנת בסימן מינוס (-) המציין את צד הקתודה.

לא מוצק

סוג האלקטרוליטים המוצקים של קבלים אלקטרוליטיים מורכב מקוטביות המסומנת בסימן הפלוס המציין את צד האנודה, אך נעדרת עבור קבלים פולימריים עם גלילי LED ו SMD.

מוצק

ערכי קבלים אלקטרוליטיים

בהתאם למבנה האנודה והאלקטרוליטים, ערכי הקיבול האלקטרוליטים נוטים להיות מושפעים. עם אלקטרוליט שאינו מוצק, קבלים אלקטרוליטיים מציגים סטייה רחבה יותר לטווחי תדרים וטמפרטורות מאשר האלקטרוליטים המוצקים.

היחידה הבסיסית של הקבל האלקטרוליטי באה לידי ביטוי כ- microfarad (μF). בגליונות הנתונים שהוכנו על ידי היצרנים, ערך הקיבול מוזכר כקיבול מדורג (CR) או כקיבול נומינלי (CN). אלה הערכים שעבורם מתוכנן הקיבול.

הקבלים האלקטרוליטיים הם המבנה הגדול והגלילי, שהוא מקוטב ובעל גבוה יותר קיבול .

קבלים אלקטרוליטיים ערכים ויחידות מודפסים קריא על גוף הקבלים. החל משמאל לימין, 1 µF, 10 µF, 100 µF, 1000 µF.

סוגי קבלים אלקטרוליטיים

בהתבסס על סוג החומר והאלקטרוליטים המשמשים, הקבלים האלקטרוליטיים מסווגים לסוגים הבאים.

קבלים אלקטרוליטיים מאלומיניום

קבלים אלקטרוליטיים מאלומיניום הם קבלים מקוטבים, בהם מסוף האנודה (+) נוצר מנייר אלומיניום יחד עם משטח חרוט. תהליך האנדיזציה מייצר שכבת בידוד דקה של תחמוצת, הפועלת כדיאלקטרי. הקתודה נוצרת באמצעות רדיד אלומיניום שני כאשר אלקטרוליט שאינו מוצק מסווה את שטח הפנים הגס של שכבת התחמוצת.

קבל שאינו אלקטרוליטי

הקבלים הלא אלקטרוליטיים הם קבלים המורכבים מ'חומר בידוד 'כדיאלקטרי בצורה לא אלקטרוליטית. סוג קבלים מסוג זה אינו מקוטב ויש לו שימושים רבים.

קבל אלקטרוליטי של טנטלום

קבל אלקטרוליטי של טנטלום מציע זרם דליפה נמוך יותר ו- ESR. הוא משתמש במתכת טנטלום הפועלת כאנודה, מוקפת בשכבת תחמוצת כדי לעבוד כדיאלקטרי, ועטופה עוד בקתודה מוליכה. קבלים אלה הם מכשירים מקוטבים מולדת והם יציבים מאוד. הוא פועל ביעילות בתדירות יוצאת דופן כאשר הוא מחובר נכון.

ניוביום אוקסיד - קבל אלקטרוליטי

בניית הקבלים של תחמוצת האלקטרוליט ניוביום דומה לקבלים טנטלום. הוא השתמש בתחמוצת ניוביום במקום מתכת טנטלום כדי לשמש כאנודה. תחמוצת ניוביום זמינה בשפע ומציעה מאפיינים יציבים במיוחד בהשוואה לקבל הטנטלום.

שימושים / יישומים

מגוון רחב של קבל אלקטרוליטי היישומים הם כדלקמן

• משמש ביישומי סינון להפחתת האדווה בספקי החשמל
• משמש כמסנן נמוך לעבור להחלקת אותות הכניסה והפלט
• משמש במעגלי הגברה של שמע כמסננים להפחתת זמזום

יתרונות וחסרונות

היתרונות של קבל אלקטרוליטי הם

• משמש להשגת ערך קיבול גבוה
• משמש ביישומים בתדרים נמוכים
• קבלים של טנטלום עדיפים על פני סוגים אחרים בגלל החסרונות הגבוהים של הקבל האלקטרוליטי הם כדלקמן:
• חייב להיות קשוב כדי להבטיח שתקינו את הקבלים באמצעות המסופים הנכונים
• מתח הפוך עלול לפגוע בקבל
• מושפע בקלות עקב שינוי טמפרטורה
• קבלים בשימוש עם שילוב של לא אלקטרוליט מגדיל את גודל הקבל

שאלות נפוצות

1. היכן משתמשים בקבלים אלקטרוליטיים?

הם משמשים ביישומי סינון, במעגלי הגברת שמע ובמסנני מעבר נמוך

2. איך מזהים קבל אלקטרוליטי?

קבלים אלקטרוליטיים מסומנים בדרך כלל בפס, המציין את העופרת השלילית. ההובלה החיובית בדרך כלל ארוכה יותר מההובלה השלילית.

3. האם בקבלים יש שמן?

כן. קבלים מלאי שמן זמינים והם בדרך כלל בעלי הספק גבוה ומתח גבוה.

4. האם קבלים אלקטרוליטיים הם AC או DC?

בדרך כלל משתמשים בקבלים אלקטרוליטיים במעגלים עם ספק כוח DC. מתח מתח עלול לפגוע בקבל.

5. מה אורך החיים הממוצע של קבלים?

אורך החיים הממוצע של קבל צפוי להיות 15 שנים. ניתן להפחית את תוחלת החיים אם זרם האדווה מוגזם ומחמם את הקבל.

במאמר זה, הקורא מתוודע לתובנות הקבל האלקטרוליטי. דנו בהגדרה, בנייה, קוטביות וסימון, יישומים ויתרונות וחסרונות. יתר על כן, הקורא יכול לדעת את סוגי האלקטרוליטים קבלים .