Czy wiesz, dlaczego aluminiowe kondensatory elektrolitowe nie wytrzymują napięcia wstecznego?

Oct 14, 2024 Zostaw wiadomość

Ponieważ podstawowa struktura aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych składa się z anody, tlenku glinu przymocowanego do ośrodka izolacyjnego, warstwy aluminium katodowego dla elektrody odbiorczej i prawdziwego elektrolitu katodowego.

W rzeczywistości wewnątrz aluminiowego kondensatora elektrolitycznego znajdują się dwa kondensatory, jeden utworzony przez folię anodową, anodową warstwę tlenku i elektrolit, a drugi utworzony przez folię katodową, naturalną warstwę tlenku i elektrolit. Te dwa kondensatory są połączone szeregowo, aby utworzyć końcową pojemność zastępczą.

news-638-241


Zwykle wartości tolerancji tych dwóch kondensatorów znacznie się różnią, ponieważ na powierzchni folii anodowej znajduje się gruba warstwa tlenku, która jest sztucznie utleniana w wyniku reakcji elektrochemicznych w celu uzyskania stosunkowo gęstej warstwy tlenku glinu. Ten tlenek glinu ma właściwości izolacyjne i ma bardzo dużą stałą dielektryczną, co ułatwia formowanie większych wartości pojemności. W pojemności katody warstwa tlenku na powierzchni katody jest naturalnie utworzona przez folię aluminiową w środowisku pracy powietrza i elektrolitu i jest bardzo cienka. Zatem jej wytrzymałość na napięcie będzie bardzo słaba, około 1-1,5 V, podczas gdy warstwa tlenku na folii anodowej, będąca wynikiem obróbki chemicznej, jest grubsza, bardziej jednolita i stabilna, więc wartość napięcia wytrzymywanego wynosi stosunkowo wysoki.


Dlaczego więc różnica w napięciu wytrzymywanym pośrednio prowadzi do łatwej eksplozji aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, gdy są one odwrócone?

news-549-244


Dzieje się tak, ponieważ połączenie odwrotne oznacza przyłożenie na katodzie napięcia przekraczającego zakres napięcia wytrzymywanego. W tym czasie wilgoć znajdująca się w katodzie i elektrolicie zostanie elektrycznie rozłożona w celu wytworzenia tlenu, który reaguje z aluminium na powierzchni katody, tworząc kwaśny film. Ponadto w wyniku reakcji utleniania-redukcji z jednej strony wewnątrz kondensatora wytworzy się duża ilość gazowego wodoru, zwiększając ciśnienie wewnętrzne, a z drugiej strony zostanie uwolnione ciepło, co spowoduje wzrost temperatury . W rezultacie aluminiowy kondensator elektrolityczny zaczyna gwałtownie się rozszerzać, powodując odpadanie warstwy tlenku i ostatecznie eksplozję.