קבלים אלקטרוליטיים

בפועל, כל חשמלאי מתמודד עם עבודת מתאמים, ספקי כוח, ממירי מתח. בכל המכשירים הללו נעשה שימוש נרחב בקבלים חשמליים, המכונים לעתים קרובות "אלקטרוליטים" בסלנג.

היתרון העיקרי שלהם הוא הגודל הגדול יחסית של הקיבול בגודל קטן יחסית. בנוסף, הייצור שלהם כבר מזמן הוקם, והעלות נמוכה יחסית.

עקרונות התקנים

כל קבל מורכב משתי צלחות שהחלל ביניהן מלא בדיאלקטרי.

הנוסחה המוצגת בתמונה נזכרת כי הקיבול C תלוי בשטח של כל צלחת S, המרחק בין הצלחות d לקבוע הדיאלקטרי של המדיום שבתוכם ε. הערך ε0 הוא הקבוע החשמלי שקובע את חוזק השדה החשמלי בתוך הוואקום.

הקבל האלקטרוליטי שונה מכל האחרים בכך שהוא משתמש בשכבת אלקטרוליט הממלאת את החלל בין שתי הלוחות, לרוב עשויים מלוחות נייר כסף. יתר על כן, אחד מהם מכוסה בשכבה דיאלקטרית קטנה של סרט התחמוצת.

קלטות נייר כסף מקופלות זו לזו, מופרדות באמצעות כרית נייר דקה מאוד הספוגה באלקטרוליט. ערכו כ- 1 מיקרומטר יכול להגדיל משמעותית את הקיבול של הקבל. בנוסחה לעיל לקביעת C, עובי השכבה הדיאלקטרית d הוא במכנה.

השכבה העליונה של נייר הכסף מכוסה בנייר שחרור, והמבנה כולו מגולגל למיקום בגוף גלילי.

בקצות הנייר מרותכים לוחות מתכת בשיטות ריתוך קר, ומספקים קשרים לחיבור למעגל החשמלי כקתודה ואנודה. יתר על כן, מסקנה חיובית נוצרת על הצלחת עם שכבת התחמוצת.

הקתודה ממלאת את תפקיד האלקטרוליט שנוצר במגע עם כל פני השטח של הצלחת השנייה.

מכיוון שקיבול הקבל תלוי באזור הלוחות, אחת הדרכים להגדלתו כלולה בטכנולוגיית הייצור - זהו גלי של פני השטח על ידי אלקטרוליט באמצעות תחריט כימי. זה יכול להתבצע עקב שחיקה כימית או קורוזיה אלקטרוכימית.

אלקטרוליטים נוזליים מסוגלים לזרום באופן מהימן למתקנים המיקרוסקופיים שנוצרו של האנודה.

שכבת תחמוצת על נייר הכסף נוצרת במהלך חמצון חשמלי. תהליך זה מתרחש כאשר זרם זורם דרך האלקטרוליט. התמונה למטה מציגה את מאפיין המתח הנוכחי, מראה את השינוי בזרמים בתוך המכשיר עם הגדלת המתח.

הקבל פועל בדרך כלל במתח וטמפרטורה מדורגים. אם מתרחש מתח יתר, היווצרות שכבת התחמוצת מתחילה להיווצר כמות גדולה של חום, מה שמוביל להיווצרות גז ולעלייה בלחץ בתוך המתחם האטום.

לפיכך קבלים אלקטרוליטיים מסוגלים להתפוצץ, מה שקרה לעתים קרובות עם קונסטרוקציות ישנות מימי ברית המועצות, שבוצעו במקרה אחד ללא יצירת הגנה מפני פיצוץ. תכונה זו הובילה לעתים קרובות לפגיעה באלמנטים ציוד שכנים אחרים.

דגמים מודרניים יוצרים קרום מגן, שנהרס בתחילת היווצרות הגז וזה מונע פיצוץ. זה עשוי בצורה של חריצים של האותיות T, "Y" או השלט "+".

סוגים של קבלים אלקטרוליטיים

על פי התכנון שלהם, "אלקטרוליטים" מתייחסים למכשירים קוטביים, כלומר עליהם לעבוד כאשר הזרם זורם בכיוון אחד בלבד. לכן הם משמשים במעגלים של מתח קבוע או אדווה, תוך התחשבות בכיוון מעבר מטענים חשמליים.

להפעלה במעגלי זרם סינוסים, נוצרו "אלקטרוליטים לא קוטביים". בשל אלמנטים נוספים בתכנון, עם קיבולת שווה, הם הגדילו את הממדים ובהתאם לכך, העלות.

באלקטרוליט בין הצלחות ניתן להשתמש בתמיסות מרוכזות של אלקליות או חומצות שונות. על פי שיטת מילוים, קבלים מחולקים ל:

• נוזל;

• יבש

• מתכת תחמוצת;

• תחמוצת מוליכים למחצה.

כחומר האנודה, ניתן לבחור נייר כסף מאלומיניום, טנטלום, ניוביום או אבקת סינטה. עבור קבלים מוליכים למחצה מוליכים למחצה, הקתודה היא שכבת מוליכים למחצה המופקדת ישירות על שכבת התחמוצת.

תכונות תפעוליות

היכולת של אלקטרוליטים לפלוט גזים במהלך החימום מכתיבה את הצורך בקבל כדי להבטיח אמינות ליצירת מרווח של מתח מדורג עד 0.5 ÷ 0.6 מערכו. הדבר נכון במיוחד לשימוש במכשירים עם טמפרטורה גבוהה.

עבור קבלים המיועדים להפעלה במעגלי מתח AC, צוין תדר ההפעלה. בדרך כלל זה 50 הרץ. כדי לעבוד עם אותות בתדר גבוה יותר, יש צורך להפחית את מתח ההפעלה. אחרת, הדיאלקטרי יחמם יתר על המידה והתמוטטות, קריעה של הדיור.

אלקטרוליטים בעלי קיבולת גדולה וזרמי דליפה נמוכים מסוגלים לאחסן לטווח ארוך את המטען המצטבר. מטעמי בטיחות, כדי להאיץ את פריקתם, מחובר במקביל לטרמינלים נגן בעל התנגדות של 1 MΩ והספק של 0.5 וואט.

לשימוש במכשירי מתח גבוה משתמשים בקבלים המורכבים במעגלי סדרה. כדי להשוות את המתח ביניהם, נגדים בערך נומינלי של 0.2 ל- 1 MΩ מחוברים במקביל למסופי כל אחד.

אם יש צורך להשתמש בקבלים אלקטרוליטיים קוטביים במעגלי מתח לסירוגין, מורכב מעגל בו הזרם דרך כל אלמנט עובר רק בכיוון אחד. לשימוש זה דיודות ונגד מגביל זרם.

מעגלים כאלה הורכבו בעבר כדי לסובב את שלב הזרם ביחס למתח בעת הפעלת מנועים חשמליים תלת פאזיים אסינכרוניים מרשת חד פאזית. כעת הנושא הזה כבר מאבד מהרלוונטיות הקודמת שלו.

היעדר מתנגד המגביל זרם בשרשרת כזו מביא לחימום יתר של השכבה הדיאלקטרית ולכישלון הקבל האלקטרוליטי.

אלקטרוליט נוזלי מתייבש לאורך זמן דרך פגמים בדיור. בשל כך, הקיבולת מופחתת בהדרגה. עם הזמן זה מגיע לערך קריטי. קבל אלקטרוליטי שנפל מחוץ לפעולה גורם לרוב להתמוטטות במכשיר החשמלי.

תקלות קבלים עקב הפרה של ESR התנגדות שווה

קבלים אלקטרוליטיים הם בעלי מאפיין טכני נוסף המשפיע על ביצועיו במהלך הפעולה. עם הזמן הקבל מוריד בהדרגה את המוליכות החשמלית בין הלוחות לבין המסופים עקב התהליכים החשמליים הפנימיים המתרחשים ללא הפסקה. ערכו מוערך על ידי ההתנגדות הפעילה המקבילה, המצוינת על ידי מדד ה- ESR. ברוסית הם מכנים EPS: התנגדות בסדרות שוות ערך.

מאפיין טפילי עולה זה אינו משפיע על פעולת האלקטרוליטים במעגלים עם תדר של עד 50 הרץ, באמצעות סלילת הפלט של השנאי, תיקון הדיודה וקבל כדי להחליק את פעימות. עם זאת, במכשירים המשתמשים בסיגנלים בתדרים גבוהים בתוך ספקי כוח מיתוג, התנגדות אקטיבית כזו שהוסדרה בסדרה לקיבולת כבר לא מאפשרת למעגל לעבוד.

קבל עם ERS מוגבר אינו שונה במראהו מזה שפועל. זה רק שההתנגדות הפעילה שלו עולה ביותר אוהם אחת ויכולה להגיע עד 10 אוהם.

שיטות קביעה

התעשייה מייצרת מכשירים המאפשרים למדוד ערך זה על בסיס אב-טיפוס שהומצא ברוסיה בשנות ה -60. הם מאפשרים לך לבצע מדידות מבלי להתאייד את הקבלים מהמעגל, לעבוד על העיקרון של מד התנגדות לגשר לזרם חילופי.

בעלי מלאכה יוצרים עיצובים פשוטים משלהם המאפשרים לנו להעריך את בריאות הקבל על ידי פרמטר זה על סמך קביעת ההתנגדות הפעילה העולה על 1 אוהם. כאינדיקטור דומה, אתה יכול להרכיב מכשיר פשוט, המוצג בתרשים.

משתמשים בסוללה רגילה מסוג אצבעות. הנורית מציינת את התאמתו של הקבל החשמלי על ידי פרמטר ERS על ידי השוואה בין האותות בתדר הגבוה בשנאי הטורואידי שמגיע מהקבל והמעגל המתנד שנוצר.

התמונה של אותה ערכה בצורה מעט מפושטת מוצגת להלן.

קבל הבדיקה מחובר לסלילה שנעשית בסיבוב אחד על שנאי של ליבת פרומגנטית עם חדירות מגנטית בסדר גודל של 800 1000. המתח על סלילה זו אינו עולה על 200 מיליוולט, כך שתוכלו להעריך את מאפייני האלקטרוליט מבלי להלחם מהלוח.

מחוון כזה אינו דורש הגדרות מיוחדות. די די בכדי לבדוק את הזוהר של הנורה על הנגד שליטה של ​​אוהם אחד ולנווט בו במדידות עתידיות. הטרנזיסטור יכול לשמש כל אחד עם זרם אספן של 100 mA ורווח של יותר מ 50.

בדיקה כזו לא תעבוד במדויק עם קבלים בעלי קיבול של פחות מ 100 מיקרומטר.

יוניסטור - צלם-על

סוג של קבלים עם אלקטרוליט המספק את זרימת התהליכים האלקטרוכימיים הוא יוניסטור. הוא משתמש באפקט של שכבה חשמלית כפולה המתרחשת כאשר חומר הבטנה בא במגע עם האלקטרוליט ומשלב פונקציות של קבל עם מקור זרם כימי.

העיצוב שלה מוצג בתמונה.

כאן עובי השכבה הכפולה הנוצרת הוא קטן מאוד. זה מאפשר לך להגדיל משמעותית את הקיבולת של היוניסטור. כמו כן, קבלים אלו קלים יותר להגדיל את שטח משטח המגע של הלוחות. הם עשויים מחומרים נקבוביים, למשל, פחם פעיל, מתכות מוקצפות.

הקיבולת של היוניסטור יכולה להגיע למספר פארדים עם מתח בצלחות עד 10 וולט. הוא מגייס אותו תוך זמן קצר ואז חוסך אותו באופן אמין. לכן דגמים אלה משמשים לגיבוי ספקי כוח שונים.

תנאי ההפעלה משפיעים מאוד על משך מצבו התפעולי של היוניסטור. אם טמפרטורת ההפעלה אינה עולה על 40 מעלות, והמתח הוא 60% מהסמל הנומני, אז המשאב יכול להיות יותר מ 40,000 שעות.

זה הכרחי רק כדי להגדיל את החימום שלו ל 70 מעלות, ואת המתח - עד 80%, כמו אורך חיי הסוללה ל 500 שעות. יוניסטים מוצאים מגוון רחב של יישומים בחיי היומיום. הם עובדים בערכות של פאנלים סולאריים, ציוד רדיו לרכב, אוטומציה לבית חכם.

יצרנית הרכב הדרום קוריאנית יונדאי מוטור עובדת על ייצור אוטובוסים חשמליים המופעלים על ידי יוניסטורים. המטען שלהם מתוכנן להתבצע במהלך עצירות קצרות בנתיב התנועה.

בבסיסה, תחבורה מסוג זה מחליפה לחלוטין את אוטובוס העגלה, שמדיר את כל רשת חוטי המגע מהעבודה.

Comments

[#1 המצפון שלך]

ציטוט: "אם יש צורך להשתמש בקבלים אלקטרוליטיים קוטביים במעגלי מתח לסירוגין, מורכב מעגל שבו הזרם דרך כל אלמנט עובר רק בכיוון אחד. לשם כך משתמשים בדיודות ... "ואז התמונהעליהם מותקנים דיודות או קבלים. מעגל זה מוביל לכישלון של קבלים קוטביים עם פיצוץ.

ניהול, נכון.