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為什么鋁質(zhì)電解電容承受不了反向電壓呢?

2023-02-21

       鋁質(zhì)電解電容是由鋁圓筒做負(fù)極,里面裝有液體電解質(zhì),[敏感詞]一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經(jīng)過直流電壓處理,使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差,有正負(fù)極性,適宜用于電源濾波或者低頻電路中。使用的時(shí)候,正負(fù)極不要接反。


       由于電解電容器存在極性,在使用時(shí)必須注意正負(fù)極的正確接法,否則不僅電容器發(fā)揮不了作用,而且漏電流很大,短時(shí)間內(nèi)電容器內(nèi)部就會(huì)發(fā)熱,破壞氧化膜,隨即損壞。


       為鋁質(zhì)電解電容的基本結(jié)構(gòu),它由陽極( anode )、在絕緣介質(zhì)上附著的氧化鋁構(gòu)成的鋁層,接收極的陰極鋁層,和真正的由電解液構(gòu)成的陰極。電解液浸透在兩個(gè)鋁層間的紙上。氧化鋁層是通過電鍍在鋁層上,相對于加在其上的電壓來說是非常薄的,很容易被擊穿,導(dǎo)致電容失效。


       氧化鋁層可以承受正向的直流電壓,如果其承受反向的直流電壓,其很容易在數(shù)秒內(nèi)失效。這個(gè)現(xiàn)象被稱為‘Valve Effect ’,這就是為什么鋁質(zhì)電解電容擁有極性的原因,如果電解電容的兩個(gè)電極都有氧化層,則形成無極性電容。


       鋁質(zhì)電解電容反向電壓的閾值現(xiàn)象的機(jī)理,叫做氫離子理論( Hydrogen ion theory ),當(dāng)電解電容承受反向直流電壓的時(shí)候,即電解液的陰極承受正向電壓而氧化層承受負(fù)電壓,集合在氧化層的氫離子就將穿過介質(zhì)達(dá)到介質(zhì)和金屬層的邊界,轉(zhuǎn)化成氫氣,氫氣的膨脹力使得氧化層脫落。


       因此電流在擊穿電解液后直接流通電容,電容失效,這個(gè)直流電壓非常小,在 1~2V 的反向直流電壓作用下,鋁質(zhì)電解電容在幾秒鐘就會(huì)因?yàn)闅潆x子效應(yīng)而立即失效。相反,當(dāng)電解電容承受正向電壓時(shí)候,負(fù)離子集結(jié)在氧化層之間,因?yàn)樨?fù)離子的直徑非常大,其并不能擊穿氧化層,所以能承受較高電壓。

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