Comment dire la polarité d'un condensateur électrolytique

Contenu

• Détermination de la polarité du condensateur
• Conseils
• Caractéristiques du condensateur électrolytique
• Précautions de sécurité lors de la mesure de la capacité
• Symbole de condensateur électrolytique
• Calcul de la capacité électrique
• Mesurer expérimentalement la capacité
• Applications pour mesurer la capacité
• Construction de condensateur électrolytique
• Condensateurs électrolytiques en aluminium
• Electrolytes dans les condensateurs électrolytiques en aluminium
• Condensateurs au niobium et au tantale

Les condensateurs ont une variété de conceptions pour être utilisés dans des applications informatiques et pour filtrer des signaux électriques dans des circuits. Malgré les différences de construction et d'utilisation, ils fonctionnent tous selon les mêmes principes électrochimiques.

Lorsque les ingénieurs les construisent, ils prennent en compte des quantités telles que la valeur de la capacité, la tension nominale, la tension inverse et le courant de fuite, afin de garantir leur utilisation idéale. En savoir plus sur les condensateurs électrolytiques pour stocker une grande quantité de charge dans un circuit électrique.

Détermination de la polarité du condensateur

Pour déterminer la polarité du condensateur, la bande sur un condensateur électrolytique vous indique l'extrémité négative. Pour les condensateurs à plomb axiaux (dans lesquels les conducteurs sortent des extrémités opposées du condensateur), il peut y avoir une flèche qui pointe vers l'extrémité négative, symbolisant le flux de charge.

Assurez-vous de connaître la polarité d'un condensateur pour pouvoir le raccorder à un circuit électrique dans la direction appropriée. Un raccordement dans le mauvais sens peut provoquer un court-circuit ou une surchauffe du circuit.

Conseils

Dans certains cas, l'extrémité positive du condensateur peut être plus longue que celle négative, mais vous devez faire attention à ce critère car de nombreux condensateurs voient leurs dérivations ajustées. Un condensateur au tantale peut parfois avoir un signe plus (+) indiquant la fin positive.

Certains condensateurs électrolytiques peuvent être utilisés de manière bipolaire, ce qui leur permet d’inverser la polarité en cas de besoin. Pour ce faire, ils commutent le flux de charge dans un circuit à courant alternatif.

Certains condensateurs électrolytiques sont destinés à un fonctionnement bipolaire via des méthodes non polarisées. Ces condensateurs sont construits avec deux plaques anodiques connectées en polarité inverse. Dans les parties successives du cycle alternatif, un oxyde joue le rôle de diélectrique bloquant. Il empêche le courant inverse de détruire l'électrolyte opposé.

Caractéristiques du condensateur électrolytique

Un condensateur électrolytique utilise un électrolyte pour augmenter la capacité, ou sa capacité à stocker la charge, qu'il peut atteindre. Ils sont polarisés, ce qui signifie que leurs charges s'alignent dans une distribution qui leur permet de stocker des charges. L'électrolyte, dans ce cas, est un liquide ou un gel qui contient une grande quantité d'ions qui le rend facilement chargé.

Lorsque les condensateurs électrolytiques sont polarisés, la tension ou le potentiel sur la borne positive est supérieur à celui de la borne négative, ce qui permet à la charge de circuler librement dans le condensateur.

Lorsque le condensateur est polarisé, il est généralement marqué d'un moins (-) ou d'un plus (+) pour indiquer les extrémités négative et positive. Faites très attention à cela, car si vous branchez un condensateur dans un circuit dans le mauvais sens, il peut provoquer un court-circuit, par exemple, un courant si important traverse le condensateur et peut l'endommager de façon permanente.

Bien qu'une grande capacité permette aux condensateurs électrolytiques de stocker de plus grandes quantités de charge, ils peuvent être soumis à des courants de fuite et peuvent ne pas respecter les tolérances de valeur appropriées, la quantité qu'une capacité peut varier pour des raisons pratiques. Certains facteurs de conception peuvent également limiter la durée de vie des condensateurs électrolytiques si ceux-ci ont tendance à s'user facilement après des utilisations répétées.

En raison de la polarité d'un condensateur électrolytique, ils doivent être polarisés en direct. Cela signifie que l'extrémité positive du condensateur doit être à une tension supérieure à celle négative, de sorte que la charge circule dans le circuit de l'extrémité positive à l'extrémité négative.

Le fait de connecter un condensateur à un circuit dans le mauvais sens risque d’endommager le matériau en oxyde d’aluminium isolant le condensateur ou de provoquer un court-circuit. Cela peut également provoquer une surchauffe telle que l'électrolyte chauffe trop ou des fuites.

Précautions de sécurité lors de la mesure de la capacité

Avant de mesurer la capacité, vous devez connaître les précautions de sécurité lors de l'utilisation d'un condensateur. Même après avoir coupé l'alimentation d'un circuit, un condensateur restera probablement sous tension. Avant de le toucher, vérifiez que toute la tension du circuit est coupée en utilisant un multimètre pour vous assurer que le courant est coupé et que vous avez déchargé le condensateur en connectant une résistance entre les fils du condensateur.

Pour décharger un condensateur en toute sécurité, connectez une résistance de 5 watts aux bornes du condensateur pendant cinq secondes. Utilisez le multimètre pour confirmer que l'appareil est hors tension. Recherchez constamment des traces de fuites, fissures et autres signes d'usure dans le condensateur.

Symbole de condensateur électrolytique

••• Syed Hussain Ather

Le symbole de condensateur électrolytique est le symbole général d'un condensateur. Les condensateurs électrolytiques sont représentés dans les schémas de connexion, comme indiqué dans la figure ci-dessus pour les styles européen et américain. Les signes plus et moins indiquent les bornes positive et négative, l'anode et la cathode.

Calcul de la capacité électrique

Comme la capacité est une valeur intrinsèque à un condensateur électrolytique, vous pouvez la calculer en unités de farads de la manière suivante: C = ε_r ε₀ Un d pour la zone de recouvrement des deux plaques UNE dans M², ε_r en tant que constante diélectrique sans dimension du matériau, ε₀ constante électrique en farads / mètre, et d comme séparation entre les plaques en mètres.

Mesurer expérimentalement la capacité

Vous pouvez utiliser un multimètre pour mesurer la capacité. Le multimètre mesure le courant et la tension et utilise ces deux valeurs pour calculer la capacité. Réglez le multimètre sur le mode capacitance (généralement indiqué par un symbole de capacité).

Une fois le condensateur connecté au circuit et suffisamment de temps pour le recharger, déconnectez-le du circuit en respectant les consignes de sécurité qui viennent d'être décrites.

Connectez les fils du condensateur aux bornes du multimètre. Vous pouvez utiliser un mode relatif pour mesurer la capacité des cordons de test les uns par rapport aux autres. Cela peut être pratique pour les valeurs de faible capacité qui peuvent être plus difficiles à détecter.

Essayez d’utiliser diverses plages de capacité jusqu’à ce que vous trouviez une lecture précise en fonction de la configuration du circuit électrique.

Applications pour mesurer la capacité

Les ingénieurs utilisent des multimètres pour mesurer fréquemment la capacité de moteurs, d'équipements et de machines monophasés de petite taille destinés aux applications industrielles. Les moteurs monophasés fonctionnent en créant un flux alternatif dans l'enroulement de stator du moteur. Cela permet au courant d’alterner dans la direction tout en parcourant l’enroulement du stator conformément aux lois et aux principes de l’induction électromagnétique.

Les condensateurs électrolytiques, en particulier, conviennent mieux aux utilisations à haute capacité, tels que les circuits d'alimentation et les cartes mères pour ordinateurs.

Le courant induit dans le moteur produit alors son propre flux magnétique en opposition au flux de l'enroulement du stator. Les moteurs monophasés pouvant être sujets à des surchauffes et à d’autres problèmes, il est nécessaire de vérifier leur capacité et leur capacité à travailler avec des multimètres pour mesurer la capacité.

Les dysfonctionnements des condensateurs peuvent limiter leur durée de vie. Les condensateurs en court-circuit peuvent même en endommager certaines parties, au point de ne plus fonctionner.

Construction de condensateur électrolytique

Les ingénieurs construisent condensateurs électrolytiques en aluminium utilisant des feuilles d'aluminium et des intercalaires en papier, des dispositifs qui provoquent des fluctuations de tension pour éviter des vibrations dommageables, qui sont trempés dans le fluide électrolytique. Ils recouvrent généralement l'une des deux feuilles d'aluminium avec une couche d'oxyde à l'anode du condensateur.

L'oxyde à cette partie du condensateur provoque la perte d'électrons du matériau pendant le processus de charge et de stockage de la charge. À la cathode, le matériau gagne des électrons pendant le processus de réduction de la construction du condensateur électrolytique.

Ensuite, les fabricants continuent d'empiler le papier imbibé d'électrolyte avec la cathode en les connectant les uns aux autres dans un circuit électrique et en les enroulant dans un boîtier cylindrique connecté au circuit. Les ingénieurs choisissent généralement de disposer le papier dans une direction axiale ou radiale.

Les condensateurs axiaux sont fabriqués avec une broche à chaque extrémité du cylindre et les conceptions radiales utilisent les deux broches du même côté du boîtier cylindrique.

La surface de la plaque et l'épaisseur électrolytique déterminent la capacité et permettent aux condensateurs électrolytiques d'être des candidats idéaux pour des applications telles que les amplificateurs audio. Les condensateurs électrolytiques en aluminium sont utilisés dans les alimentations, les cartes mères et les équipements domestiques.

Ces caractéristiques permettent aux condensateurs électrolytiques de stocker beaucoup plus de charge que les autres condensateurs. Les condensateurs à double couche, ou supercondensateurs, peuvent même atteindre des capacités de milliers de farads.

Condensateurs électrolytiques en aluminium

Les condensateurs électrolytiques en aluminium utilisent le matériau en aluminium solide pour créer une "vanne" de sorte qu'une tension positive dans le liquide électrolytique lui permette de former une couche d'oxyde qui agit comme un diélectrique, un matériau isolant qui peut être polarisé pour empêcher les charges de s'écouler. Les ingénieurs créent ces condensateurs avec une anode en aluminium. Ceci est utilisé pour faire les couches du condensateur, et son idéal pour stocker la charge. Les ingénieurs utilisent du dioxyde de manganèse pour créer la cathode.

Ces types de condensateurs électrolytiques peuvent également être décomposés en type feuille mince et type feuille gravée. Les types de feuilles simples sont ceux qui viennent d'être décrits tandis que les condensateurs de type feuilles gravées utilisent de l'oxyde d'aluminium sur les feuilles d'anode et de cathode qui ont été gravées pour augmenter la surface et la permittivité, mesure de la capacité des matériaux à stocker de la charge.

Cela augmente la capacité, mais entrave également la capacité des matériaux à tolérer des courants continus élevés (CC), le type de courant qui se déplace dans une seule direction dans un circuit.

Electrolytes dans les condensateurs électrolytiques en aluminium

Les types d'électrolytes utilisés dans les condensateurs en aluminium peuvent différer entre le dioxyde de manganèse solide non solide et le polymère solide. Les électrolytes non solides ou liquides sont couramment utilisés car ils sont relativement peu coûteux et conviennent à diverses tailles, capacités et valeurs de tension. Cependant, ils présentent de grandes pertes d’énergie lorsqu’ils sont utilisés dans des circuits. L'éthylène glycol et les acides boriques constituent les électrolytes liquides.

D'autres solvants, comme le diméthylformamide et le diméthylacétamide, peuvent également être dissous dans l'eau. Ces types de condensateurs peuvent également utiliser des électrolytes solides tels que le dioxyde de manganèse ou un électrolyte polymère solide. Le dioxyde de manganèse est également rentable et fiable lorsque les valeurs de température et d'humidité sont élevées. Ils ont moins de courant de fuite DC et une grande conductivité électrique.

Les électrolytes sont choisis pour traiter les problèmes de facteurs de dissipation élevés ainsi que les pertes d’énergie générales des condensateurs électrolytiques.

Condensateurs au niobium et au tantale

Le condensateur au tantale est principalement utilisé dans les dispositifs montés en surface dans les applications informatiques ainsi que dans les équipements militaires, médicaux et spatiaux.

Le matériau tantale de l'anode leur permet de s'oxyder facilement, tout comme un condensateur d'aluminium, et leur permet également de tirer parti de la conductivité accrue lorsque la poudre de tantale est pressée sur un fil conducteur. L'oxyde se forme alors à la surface et dans les cavités du matériau. Cela crée une plus grande surface pour une capacité accrue de stocker la charge avec une plus grande permittivité que l'aluminium.

Les condensateurs à base de niobium utilisent une masse de matériau autour d’un fil conducteur qui utilise l’oxydation pour créer un diélectrique. Ces diélectriques ont une permittivité supérieure à celle des condensateurs au tantale, mais utilisent davantage d'épaisseur diélectrique pour une tension nominale donnée. Ces condensateurs ont été utilisés plus fréquemment récemment parce que les condensateurs au tantale sont devenus plus coûteux.