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淺談電解電容

更新時間:2016/11/28 23:01:09    閱讀:3877    分享此文章:
本文介紹什么是電解電容、電解電容的特點、應用、在電路中的作用、好壞判別以及使用注意事項。

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,陰極由導電材料、電解質(電解質可以是液體或固體)和其他材料共同組成,因電解質是陰極的主要部分,電解電容因此而得名。同時電解電容正負不可接錯。鋁電解電容器可以分為四類: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;固態鋁電解電容器。

 

二、電解電容的特點

1、單位體積的電容量非常大,比其它種類的電容大幾十到數百倍。

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

3、價格比其它種類具有壓倒性優勢,因為電解電容的組成材料都是普通的工業材料,比如鋁等等。制造電解電容的設備也都是普通的工業設備,可以大規模生產,成本相對比較低。


三、電解電容的應用

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、信號耦合及時間常數設定、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,其陽極(正極)應與電源電壓的正極端相連接,陰極(負極)與電源電壓的負極端相連接,不能接反,否則會損壞電容器。

無極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機S校正電路及單相電動機的起動電路。

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

電解電容的極性,注意觀察在電解電容的側面有“-”是負極、“+”是正極,如果電解電容上沒有標明正負極,也可以根據它的引腳的長短來判斷,長腳為正極,短腳為負極。

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的直流,而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容,利用其充放電特性,使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓。在實際中,為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產生變化,所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接有數十至數百微法的電解電容。由于大容量的電解電容一般具有一定的電感,對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除,故在其兩端并聯了一只容量為0.001~0.lμF的普通電容,以濾除高頻及脈沖干擾。

2、耦合作用:在低頻信號的傳遞與放大過程中,為防止前后兩級電路的靜態工作點相互影響,常采用電容藕合,為了防止信號中韻低頻分量損失過大,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程中其內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高或本身質量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進行測量。具體方法為:將電容兩管腳短路進行放電,用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負極(對指針式萬用表,用數字式萬用表測量時表筆互調),正常時表針應先向電阻小的方向擺動,然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢,說明電容的容量越大,反之則說明電容的容量越小.如表針指在中間某處不再變化,說明此電容漏電,如電阻指示值很小或為零,則表明此電容已擊穿短路。因萬用表使用的電池電壓一般很低,所以在測量低耐壓的電容時比較準確,而當電容的耐壓較高時,盡管測量正常,但加上高壓時則有可能發生漏電或擊穿現象。

六、電解電容的使用注意事項

1、電解電容由于有正負極性,因此在電路中使用時不能顛倒聯接。在電源電路中,輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸出端,負極接地,輸出負電壓時則負極接輸出端,正極接地.當電源電路中的濾波電容極性接反時,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,另一方面又因反向通電使此時相當于一個電阻的電解電容發熱.當反向電壓超過某值時,電容的反向漏電電阻將變得很小,這樣通電工作不久,即可使電容因過熱而炸裂損壞。

2、加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓,在設計實際電路時應根據具體情況留有一定的余量,在設計穩壓電源的濾波電容時,如果交流電源電壓為220~時變壓器次級的整流電壓可達22V,此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求,但是,假如交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時,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靠近大功率發熱元件,以防因受熱而使電解液加速干涸。

4、對于有正負極性的信號的濾波,可采取兩個電解電容同極性串聯的方法,當作一個無極性的電容

七、本文總結

電子制作中需要用到各種各樣的電容器,它們在電路中分別起著不同的作用。與電阻器相似,通常簡稱其為電容,用字母C表示。顧名思義,電容器就是“儲存電荷的容器”。盡管電容器品種繁多,但它們的基本結構和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(固體、氣體或液體)所隔開,就構成了電容器。兩片金屬稱為的極板,中間的物質叫做介質。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見的是固定容量的電容,最多見的是電解電容和瓷片電容。

不同的電容器儲存電荷的能力也不相同。規定把電容器外加1伏特直流電壓時所儲存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F)。但實際上,法拉是一個很不常用的單位,因為電容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,它們的關系是: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,電容用來通過交流而阻隔直流,也用來存儲和釋放電荷以充當濾波器,平滑輸出脈動信號。小容量的電容,通常在高頻電路中使用,如收音機、發射機和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷用。而且還有一個特點,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,當然也有其他的,比如獨石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容有個鋁殼,里面充滿了電解質,并引出兩個電極,作為正(+)、負(-)極,與其它電容器不同,它們在電路中的極性不能接錯,而其他電容則沒有極性。

把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負極上,過一會兒即使把電源斷開,兩個引腳間仍然會有殘留電壓,我們說電容器儲存了電荷。電容器極板間建立起電壓,積蓄起電能,這個過程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲存的電荷向電路釋放的過程,稱為電容器的放電。

舉一個現實生活中的例子,我們看到市售的整流電源在拔下插頭后,上面的發光二極管還會繼續亮一會兒,然后逐漸熄滅,就是因為里面的電容事先存儲了電能,然后釋放。當然這個電容原本是用作濾波的。至于電容濾波,不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經歷,一般低質的電源由于廠家出于節約成本考慮使用了較小容量的濾波電容,造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端并接上一個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。發燒友制作HiFi音響,都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波,濾波電容越大,輸出的電壓波形越接近直流,而且大電容的儲能作用,使得突發的大信號到來時,電路有足夠的能量轉換為強勁有力的音頻輸出。這時,大電容的作用有點像水庫,使得原來洶涌的水流平滑地輸出,并可以保證下游大量用水時的供應。

電子電路中,只有在電容器充電過程中,才有電流流過,充電過程結束后,電容器是不能通過直流電的,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電容器呢?我們先來看看交流電的特點。交流電不僅方向往復交變,它的大小也在按規律變化。電容器接在交流電源上,電容器連續地充電、放電,電路中就會流過與交流電變化規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題。首先是耐壓的問題。加在一個電容器的兩端的電壓超過了它的額定電壓,電容器就會被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V,10V,16V,25V,50V等。

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