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為什么鋁質電解電容承受不了反向電壓呢?

2023-02-21

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


       由于電解電容器存在極性,在使用時必須注意正負極的正確接法,否則不僅電容器發揮不了作用,而且漏電流很大,短時間內電容器內部就會發熱,破壞氧化膜,隨即損壞。


       為鋁質電解電容的基本結構,它由陽極( anode )、在絕緣介質上附著的氧化鋁構成的鋁層,接收極的陰極鋁層,和真正的由電解液構成的陰極。電解液浸透在兩個鋁層間的紙上。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,其很容易在數秒內失效。這個現象被稱為‘Valve Effect ’,這就是為什么鋁質電解電容擁有極性的原因,如果電解電容的兩個電極都有氧化層,則形成無極性電容。


       鋁質電解電容反向電壓的閾值現象的機理,叫做氫離子理論( Hydrogen ion theory ),當電解電容承受反向直流電壓的時候,即電解液的陰極承受正向電壓而氧化層承受負電壓,集合在氧化層的氫離子就將穿過介質達到介質和金屬層的邊界,轉化成氫氣,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,這個直流電壓非常小,在 1~2V 的反向直流電壓作用下,鋁質電解電容在幾秒鐘就會因為氫離子效應而立即失效。相反,當電解電容承受正向電壓時候,負離子集結在氧化層之間,因為負離子的直徑非常大,其并不能擊穿氧化層,所以能承受較高電壓。

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