Temel Elektronik - Polarize Kapasitörler
Polarize Kapasitörler, belirli pozitif ve negatif kutuplara sahip olanlardır. Bu kapasitörleri devrelerde kullanırken, her zaman bağlı olduklarına dikkat edilmelidir.perfect polarities. Aşağıdaki görüntü polarize kapasitörlerin sınıflandırmasını göstermektedir.
Tartışmaya Elektrolitik Kapasitörler ile başlayalım.
Elektrolitik kapasitörler
Elektrolitik Kapasitörler, içinde bir miktar elektrolitin kullanıldığını isimleriyle gösteren kapasitörlerdir. Belirli polaritelere sahip anot (+) ve katot (-) içeren polarize kapasitörlerdir.
Bir metal insulating oxide layer eloksal ile formlara bir Anode. Katı veya katı olmayanelectrolyte oksit tabakasının yüzeyini kaplayan, bir cathode. Elektrolitik Kapasitörler çok daha yüksekCapacitance-Voltage (CV) value Daha büyük anot yüzeyleri ve ince dielektrik oksit tabakaları nedeniyle diğerlerine göre.
Alüminyum Elektrolitik Kapasitörler
Alüminyum Elektrolitik Kapasitörler, Elektrolitik kapasitörler arasında en yaygın olanıdır. Bunlarda safAluminum foil kazınmış bir yüzey ile Anode. Birkaç mikrometre kalınlığa sahip ince bir metal tabakası,diffusion barrierElektriksel olarak ayırmak için iki metal arasına yerleştirilen. Dolayısıyla difüzyon bariyeri birdielectric. electrolyte gibi davranır cathode oksit tabakasının pürüzlü yüzeyini kaplayan.
Aşağıdaki şekil, mevcut farklı boyutlarda Alüminyum Elektrolitik Kapasitörlerin bir görüntüsünü göstermektedir.
Elektrolite bağlı olarak üç tip Alüminyum Elektrolitik Kondansatör vardır. Onlar -
- Islak Alüminyum Elektrolitik kapasitörler (katı olmayan)
- Manganez dioksit Alüminyum Elektrolitik kapasitörler (katı)
- Polimer Alüminyum Elektrolitik kapasitörler (katı)
Bu Alüminyum Elektrolitik kapasitörlerin temel avantajı, sahip oldukları low impedanceşebeke frekansında bile değerler ve daha ucuzdur. Bunlar çoğunluklaPower supply circuits, SMPS (Anahtarlamalı Mod Güç Kaynağı) ve DC-DC Converters.
Tantal Elektrolitik kapasitörler
Bunlar başka bir Elektrolitik kondansatör türüdür. anode dan yapılmak tantalum üzerinde çok ince bir yalıtım oxide layeroluşturulmuş. Bu katman birdielectric ve electrolyte oksit tabakasının yüzeyini kaplayan bir katot görevi görür.
Aşağıdaki şekil tantal kapasitörlerin nasıl göründüğünü göstermektedir.
Tantal, yüksek geçirgenlikli dielektrik katman sağlar. Tantal, hacim başına yüksek kapasitansa ve daha düşük ağırlığa sahiptir. Ancak bunlar, tantalumun sık sık bulunmaması nedeniyle Alüminyum Elektrolitik kapasitörlerden daha pahalıdır.
Niyobyum Elektrolitik Kapasitörler
Bir Niyobyum Elektrolitik Kondansatör, pasifleştirilmiş bir niyobyum metal veya niyobyum monoksitin anot olarak kabul edildiği ve bir yalıtkan niyobyum pentoksit tabakasının bir dielektrik görevi görmesi için anoda eklendiği diğer Elektrolitik Kondansatör türüdür. Bir katot görevi gören oksit tabakasının yüzeyine katı bir elektrolit yerleştirilir. Aşağıdaki şekil, Niobium kapasitörlerinin nasıl göründüğünü göstermektedir.
Niyobyum Kapasitörler, genellikle SMD (Yüzeye Monte Cihazlar) yonga kapasitörleri olarak bulunur. Bunlar bir PCB'ye kolayca takılır. Bu kapasitörler mükemmel polaritelerde çalıştırılmalıdır. Belirtilenden daha yüksek her türlü ters voltaj veya dalgalanma akımı, sonundadestroy the dielectric ve kapasitör de.
Süper Kapasitörler
Kapasitans değerleri diğer kondansatörlerden çok daha yüksek olan yüksek kapasiteli elektrokimyasal kondansatörlere Super Capacitors. Bunlar, elektrolitik kapasitörler ve şarj edilebilir piller arasında yer alan bir grup olarak kategorize edilebilir. Bunlar aynı zamandaUltra Capacitors.
Bu kapasitörlerin aşağıdakiler gibi birçok avantajı vardır:
- Yüksek kapasitans değerine sahiptirler.
- Şarjı çok daha hızlı depolayabilir ve teslim edebilirler.
- Daha fazla şarj ve deşarj döngüsünün üstesinden gelebilirler.
Bu kapasitörlerin aşağıdakiler gibi birçok uygulaması vardır:
- Arabalarda, otobüslerde, trenlerde, asansörlerde ve vinçlerde kullanılırlar.
- Rejeneratif frenlemede kullanılırlar.
- Hafıza yedeklemesi için kullanılırlar.
Süper kapasitör türleri Çift katmanlı, Sözde ve Hibrit olanlardır.
Çift katmanlı Kapasitörler
Çift katmanlı kapasitörler elektrostatik kapasitörlerdir. Bu kondansatörlerde Çift katman prensibine göre yük biriktirme yapılır.
Tüm katı maddeler, bir sıvıya atıldığında yüzey katmanında negatif yüke sahiptir.
Bu, yüksek dielektrik sıvı katsayısından kaynaklanmaktadır.
Tüm pozitif iyonlar, bir kabuk oluşturmak için katı malzemenin yüzeyine yaklaşır.
Pozitif iyonların katı maddenin yakınında birikmesi mesafe ile gevşer.
Anyon ve katyonların çökelmesi nedeniyle bu yüzeyde oluşan yük, bir miktar kapasitans değerine yol açar.
Bu çift katmanlı fenomen, Helmholtz çift katman olarak da adlandırılır. Aşağıdaki şekil, kapasitör şarj edildiğinde ve deşarj edildiğinde çift katmanlı fenomenin prosedürünü açıklamaktadır.
Bu kapasitörler basitçe Elektrikli Çift Katmanlı Kapasitörler (EDLC) olarak adlandırılır. İletken elektrot yüzeyi ile elektrolit arasında yük ayrımı sağlamak için karbon elektrotlar kullanırlar. Karbon dielektrik, diğer ikisi anot ve katot görevi görür. Yük ayrımı, geleneksel bir kapasitördekinden çok daha küçüktür.
Sözde Kapasitörler
Bu kapasitörler, electrochemicalücretin yatırılması için süreç. Bu aynı zamandafaradaic process. Bir elektrotta, bazı kimyasal maddeler azaldığında veya oksitlendiğinde, bir miktar akım üretilir. Bu tür bir işlem sırasında, bu kapasitörler elektrik yükünü elektrot ve elektrolit arasındaki elektron transferiyle depolar. Bu sözde kapasitörlerin çalışma prensibidir.
Çok daha hızlı şarj olurlar ve şarjı bir pil kadar depolarlar. Daha hızlı çalıştırılırlar. Bunlar, ömrü uzatmak için pillerle birlikte kullanılır. Bunlar, şebeke uygulamalarında güç dalgalanmalarını ele almak için kullanılır.
Hibrit Kapasitörler
Bir Hibrit Kapasitör, EDLC ve Sözde Kapasitörün bir kombinasyonudur. Hibrit kapasitörlerde katot olarak aktif karbon kullanılır ve ön katkılı karbon malzeme anot görevi görür. Li iyon kapasitör, bu tipin yaygın bir örneğidir. Aşağıdaki şekil farklı Hibrit Kapasitör türlerini göstermektedir.
-55 ° C'den 200 ° C'ye kadar çok çeşitli sıcaklık değişimlerinde yüksek toleransa sahiptirler. Hibrit kapasitörler ayrıca havadan uygulamalarda kullanılır. Maliyet yüksek olmasına rağmen, bu kapasitörler oldukça güvenilir ve kompakttır. Bunlar sağlamdır ve ortamdan gelen aşırı şok, titreşim ve basıncı tolere edebilir. Hibrit kapasitörler, herhangi bir elektrolitik kapasitörden daha yüksek enerji yoğunluğuna ve daha yüksek özgül güce sahiptir.