Thể loại: Bài viết nổi bật » Thợ điện Novice
Số lượt xem: 43785
Bình luận về bài viết: 1
Tụ điện
Trong thực tế, mỗi thợ điện đều phải đối mặt với công việc của bộ điều hợp, nguồn điện, bộ biến đổi điện áp. Trong tất cả các thiết bị này, tụ điện được sử dụng rộng rãi, thường được gọi là điện phân điện tử trên tiếng lóng.
Ưu điểm chính của chúng là kích thước tương đối lớn của điện dung với kích thước tương đối nhỏ. Ngoài ra, sản xuất của họ đã được thành lập từ lâu, và chi phí tương đối thấp.
Nguyên tắc thiết bị
Bất kỳ tụ điện nào cũng bao gồm hai bản, khoảng trống giữa chúng được lấp đầy bằng một lớp điện môi.
Công thức thể hiện trong hình ảnh nhớ lại rằng điện dung C phụ thuộc vào diện tích của mỗi tấm S, khoảng cách giữa các bản d và hằng số điện môi của môi trường bên trong chúng. Giá trị ε0 là hằng số điện xác định cường độ của điện trường bên trong chân không.
Tụ điện phân khác với tất cả các loại khác ở chỗ nó sử dụng một lớp điện phân lấp đầy khoảng trống giữa hai bản, thường được làm bằng các tấm giấy bạc. Hơn nữa, một trong số chúng được phủ một lớp điện môi nhỏ của màng oxit.
Băng keo được gấp lại với nhau, ngăn cách bởi một miếng giấy rất mỏng ngâm trong chất điện phân. Giá trị của nó khoảng 1 mm có thể làm tăng đáng kể điện dung của tụ điện. Trong công thức trên để xác định C, độ dày của lớp điện môi d nằm trong mẫu số.
Lớp trên cùng của giấy bạc được phủ bằng giấy nhả và toàn bộ cấu trúc được cuộn lại để đặt trong một thân hình trụ.
Ở hai đầu của lá, các tấm kim loại được hàn bằng phương pháp hàn lạnh, cung cấp các tiếp điểm để kết nối với mạch điện dưới dạng cực âm và cực dương. Hơn nữa, một kết luận tích cực được hình thành trên tấm với lớp oxit.
Cực âm đóng vai trò là chất điện phân tiếp xúc với toàn bộ bề mặt của tấm thứ hai.
Vì điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích của các tấm, một trong những cách để tăng nó được bao gồm trong công nghệ sản xuất - đây là sự uốn lượn của bề mặt bằng chất điện phân bằng phương pháp khắc hóa học. Nó có thể được thực hiện do xói mòn hóa học hoặc ăn mòn điện hóa.
Các chất điện phân lỏng có thể chảy một cách đáng tin cậy vào các hốc siêu nhỏ được tạo ra của cực dương.
Một lớp oxit trên lá được tạo ra trong quá trình oxy hóa điện. Quá trình này xảy ra khi dòng điện chạy qua chất điện phân. Hình dưới đây cho thấy đặc tính điện áp hiện tại, cho thấy sự thay đổi dòng điện bên trong thiết bị với điện áp tăng.
Các tụ hoạt động bình thường ở điện áp và nhiệt độ định mức. Nếu quá điện áp xảy ra, sự hình thành của lớp oxit sẽ tiếp tục và một lượng nhiệt lớn bắt đầu được tạo ra, dẫn đến sự hình thành khí và tăng áp suất bên trong vỏ kín.
Do đó, các tụ điện điện phân có khả năng phát nổ, thường xảy ra với các công trình cũ của thời Liên Xô, được thực hiện trong một trường hợp duy nhất mà không tạo ra chống nổ. Khách sạn này thường dẫn đến thiệt hại cho các yếu tố thiết bị lân cận khác.
Các mô hình hiện đại tạo ra một màng bảo vệ, bị phá hủy khi bắt đầu hình thành khí và điều này ngăn chặn một vụ nổ. Nó được làm dưới dạng các rãnh của các chữ cái "T", "Y" hoặc ký hiệu "+".
Các loại tụ điện điện phân
Theo thiết kế của họ, các chất điện phân của chuông đề cập đến các thiết bị phân cực, nghĩa là chúng phải hoạt động khi dòng điện chỉ chạy theo một hướng. Do đó, chúng được sử dụng trong các mạch điện áp DC hoặc gợn, có tính đến hướng đi của các điện tích.
Để hoạt động trong các mạch điện hình sin, các chất điện phân không phân cực đã được tạo ra. Do các yếu tố bổ sung trong thiết kế, với công suất bằng nhau, chúng có kích thước tăng lên và theo đó, chi phí.
Chất điện phân giữa các tấm có thể được sử dụng các dung dịch đậm đặc của các chất kiềm hoặc axit khác nhau. Theo phương pháp làm đầy chúng, tụ điện được chia thành:
-
chất lỏng;
-
khô
-
kim loại oxit;
-
oxit bán dẫn.
Là vật liệu của cực dương, một lá nhôm, tantalum, niobi hoặc bột thiêu kết có thể được chọn. Đối với các tụ điện bán dẫn oxit, cực âm là một lớp bán dẫn lắng trực tiếp trên lớp oxit.
Tính năng hoạt động
Khả năng của chất điện phân phát ra khí trong quá trình gia nhiệt cho thấy cần phải có tụ điện để đảm bảo độ tin cậy để tạo ra biên độ điện áp định mức lên tới 0,5 ÷ 0,6 giá trị của nó. Điều này đặc biệt đúng khi sử dụng trong các thiết bị có nhiệt độ cao.
Đối với các tụ điện được thiết kế để hoạt động trong các mạch điện áp xoay chiều, tần số hoạt động được chỉ định. Thông thường nó là 50 hertz. Để làm việc với tín hiệu tần số cao hơn, cần phải giảm điện áp hoạt động. Nếu không, chất điện môi sẽ quá nóng và hỏng, vỡ vỏ.
Các chất điện phân có công suất lớn và dòng rò thấp có khả năng lưu trữ lâu dài điện tích tích lũy. Vì lý do an toàn, để tăng tốc độ phóng điện của chúng, một điện trở có điện trở 1 MΩ và công suất 0,5 W được kết nối song song với các cực.
Để sử dụng trong các thiết bị điện áp cao, các tụ điện được lắp ráp trong các mạch nối tiếp được sử dụng. Để cân bằng điện áp giữa chúng, các điện trở có giá trị danh nghĩa từ 0,2 đến 1 MΩ được kết nối song song với các cực của mỗi.
Nếu cần phải sử dụng các tụ điện phân cực trong các mạch điện áp xoay chiều, một mạch được lắp ráp trong đó dòng điện qua mỗi phần tử chỉ đi theo một hướng. Đối với việc sử dụng này điốt và điện trở giới hạn hiện tại.
Các sơ đồ như vậy trước đây đã được lắp ráp để xoay pha của dòng điện so với điện áp khi khởi động động cơ điện không đồng bộ ba pha mạnh mẽ từ mạng một pha. Bây giờ vấn đề này đã mất đi sự liên quan trước đây của nó.
Việc không có điện trở giới hạn dòng điện trong một chuỗi như vậy dẫn đến quá nhiệt của lớp điện môi và sự thất bại của tụ điện.
Chất điện phân lỏng khô theo thời gian thông qua các khuyết tật trong vỏ. Do đó, công suất giảm dần. Theo thời gian, nó đạt đến một giá trị quan trọng. Một tụ điện điện phân bị rơi ra khỏi hoạt động thường gây ra sự cố trong thiết bị điện.
Sự cố tụ điện do vi phạm điện trở tương đương ESR
Tụ điện phân có một tính năng kỹ thuật khác ảnh hưởng đến hiệu suất của nó trong quá trình hoạt động. Theo thời gian, tụ điện giảm dần độ dẫn điện giữa các bản và các cực do các quá trình điện bên trong liên tục xảy ra. Giá trị của nó được ước tính bằng điện trở hoạt động tương đương, được biểu thị bằng chỉ số ESR. Trong tiếng Nga, họ gọi EPS: kháng loạt tương đương.
Đặc tính ký sinh phát sinh này không ảnh hưởng đến hoạt động của chất điện phân trong các mạch có tần số lên đến 50 hertz, sử dụng cuộn dây đầu ra của máy biến áp, chỉnh lưu diode và tụ điện để làm mịn các xung. Nhưng, trong các thiết bị sử dụng tín hiệu tần số cao bên trong bộ nguồn chuyển mạch, một điện trở hoạt động bổ sung nối tiếp với điện dung không còn cho phép mạch hoạt động.
Một tụ điện với ERS tăng không khác biệt về ngoại hình so với hoạt động. Chỉ là sức đề kháng tích cực của nó tăng hơn một Ohm và có thể đạt tới 10 Ohms.
Phương pháp xác định
Ngành công nghiệp sản xuất các công cụ cho phép đo giá trị này trên cơ sở nguyên mẫu được phát minh ở Nga vào những năm 60. Chúng cho phép bạn thực hiện các phép đo mà không làm bay hơi các tụ điện khỏi mạch, hoạt động theo nguyên tắc của đồng hồ đo điện trở cầu cho dòng điện xoay chiều.
Thợ thủ công tạo ra các thiết kế đơn giản của riêng họ cho phép chúng tôi đánh giá tình trạng của tụ điện bằng thông số này dựa trên việc xác định điện trở hoạt động vượt quá 1 Ohm. Là một chỉ báo tương tự, bạn có thể lắp ráp một thiết bị đơn giản, được hiển thị trong sơ đồ.
Một loại pin ngón tay thông thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nó. Đèn LED biểu thị sự phù hợp của tụ điện theo tham số ERS bằng cách so sánh các tín hiệu tần số cao trên biến áp hình xuyến đến từ tụ điện và mạch dao động được tạo ra.
Hình ảnh của sơ đồ tương tự trong một hình thức hơi đơn giản được hiển thị dưới đây.
Các tụ điện thử nghiệm được kết nối với một cuộn dây được thực hiện trong một lượt trên một máy biến áp của lõi sắt từ có độ thấm từ tính theo thứ tự 800 ÷ 1000. Điện áp trên cuộn dây này không vượt quá 200 millivolt, vì vậy bạn có thể đánh giá các đặc tính của chất điện phân mà không cần hàn từ bảng.
Một chỉ báo như vậy không yêu cầu cài đặt đặc biệt. Nó là khá đủ để kiểm tra độ phát sáng của đèn LED trên điện trở điều khiển của một ohm và điều hướng nó trong các phép đo trong tương lai. Bất kỳ ai cũng có thể sử dụng bóng bán dẫn có dòng điện thu 100 mA và mức tăng hơn 50.
Đầu dò như vậy sẽ không hoạt động chính xác với các tụ điện có điện dung nhỏ hơn 100 μF.
Ionistor - siêu tụ điện
Một loại tụ điện với chất điện phân cung cấp dòng chảy của các quá trình điện hóa là điện trở. Nó sử dụng hiệu ứng của một lớp điện kép xảy ra khi vật liệu lót tiếp xúc với chất điện phân và kết hợp các chức năng của tụ điện với nguồn dòng hóa học.
Thiết kế của nó được thể hiện trong hình.
Ở đây, độ dày của lớp kép hình thành là rất nhỏ. Điều này cho phép bạn tăng đáng kể công suất của ionistor. Ngoài ra, các tụ điện này dễ dàng hơn để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của các tấm. Chúng được làm từ vật liệu xốp, ví dụ, than hoạt tính, kim loại xốp.
Công suất của ionistor có thể đạt tới một số farad với điện áp trên các tấm lên đến 10 volt. Anh ta tuyển dụng nó trong một thời gian ngắn và sau đó lưu nó một cách đáng tin cậy. Do đó, các mô hình này được sử dụng để sao lưu các nguồn cung cấp năng lượng khác nhau.
Điều kiện hoạt động ảnh hưởng lớn đến thời gian hoạt động của ionistor. Nếu nhiệt độ hoạt động không vượt quá 40 độ và điện áp là 60% danh nghĩa, thì tài nguyên có thể hơn 40.000 giờ.
Chỉ cần tăng nhiệt độ lên 70 độ và điện áp - lên tới 80%, vì thời lượng pin giảm xuống còn 500 giờ. Các nhà ion tìm thấy rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Họ làm việc trong các bộ pin mặt trời, thiết bị vô tuyến xe hơi, tự động hóa nhà thông minh.
Nhà sản xuất ô tô Hàn Quốc, Công ty ô tô Hyundai đang nghiên cứu sản xuất xe buýt điện chạy bằng ion. Phí của họ được lên kế hoạch để được thực hiện trong thời gian dừng ngắn trên tuyến đường di chuyển.
Tại cốt lõi của nó, loại vận tải này thay thế hoàn toàn xe buýt xe đẩy, loại trừ toàn bộ mạng dây tiếp xúc từ công việc.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: