Чому я можу поставити електролітичний конденсатор на змінного струму?

Я бачив тут і там схеми з електролітичними конденсаторами, поставленими на змінного струму. І це звучить для мене дивно.

Електролітичні конденсатори мають полярність, правда? Якщо ми перевернемо полярності на постійному струмі, трапляються погані речі. Наскільки я розумію, змінного струму час від часу інвертується полярність (зазвичай 50 ГГц). Чому ми можемо ставити такі конденсатори на змінного струму, не пошкоджуючи їх?

Приклад:

з демонстрації тут: http://youtu.be/qdXbnhb1bVo?t=5m57s

"Можна" і "повинен" - це дві речі. Чи варто це робити? Ні: це використання поза визначеними робочими параметрами звичайних електролітичних конденсаторів. Ви, здається, це вже розумієте. Ви можете зробити це? Так, як це демонструє відео. Щоб зрозуміти, чому потрібно певне розуміння того, що знаходиться всередині конденсатора.

Конденсатор - це два провідники (зазвичай пластини), розділені ізолятором. Чим більше площа поверхні, і чим ближче вони, тим більша ємність. Електролітичні конденсатори мають тонку плівку, згорнуту в банку. Ця плівка покрита тонким оксидним шаром, і тонкість цього шару - це те, що надає електролітичним конденсаторам їх високу ємність відносно їх розмірів.

Цей оксидний шар створюється хімією матеріалів, що знаходяться в конденсаторі, і полярністю напруги, прикладеної до кожної сторони плівки. Напруга, подана в правильному напрямку, створює і підтримує оксидний шар. Якщо полярність зворотна, оксидний шар розчиняється.

Якщо оксидний шар розчиниться, у вас більше немає ізолятора між двома пластинами конденсатора. Замість двох пластин, розділених ізолятором, у вас дві пластини, розділені провідником. Замість пристрою, який блокує постійний струм, у вас є пристрій, який його проводить. В основному у вас є дріт в банку.

Зазвичай при зіткненні з цим режимом відмови тече великий струм, швидко нагріваючи внутрішню частину конденсатора. Рідина, що розширюється, рідина і газ розриває запобіжний отвір або вибухає балончик.

Чому тоді конденсатор у цьому прикладі не вибухає?

Напруга на зворотній полярності ніколи не застосовується дуже довго, і ніколи без правильної полярності напруга не застосовується незабаром після ремонту будь-якої шкоди.

Оксидний шар не розчиняється миттєво при подачі зворотного напруги; це потребує часу. Час залежить від напруги, що застосовується, розміру конденсатора, хімії тощо, але півциклу змінного струму 50 Гц, ймовірно, недостатньо довго, щоб завдати серйозної шкоди. Коли друга половина циклу обійде, оксидний шар відновлюється.

Будь-який струм несправності значно обмежений серійними резисторами.

У цих резисторів послідовно потужність, доступна для нагрівання конденсатора, мала. Просто не вистачає енергії для катастрофічного руйнування конденсатора, оскільки більша частина наявної енергії надходить в резистори. Можливо, ви просто трохи нагрієте конденсатор. Коли напруга поверне напрямок, оксидний шар може реформуватися.

Ймовірно, ви все-таки певною мірою пошкодите конденсатор, але він достатньо функціональний для демонстрації.

Швидше за все, ви не помічаєте, що конденсатор має зміщення постійного струму і що найнижчі піки напруги по ньому не йдуть негативно.

В єдиному прикладі, який ви надали, в ланцюзі є світлодіод. Пам'ятайте, що світлодіод - це також діод. Коли він поставив конденсатор послідовно зі світлодіодом, це повинно було запобігти значному зворотному напрузі через конденсатор. Коли конденсатор було встановлено паралельно світлодіоду, світлодіод вимкнув би щось більше, ніж пару вольт зворотної полярності навколо конденсатора.

Що ще важливіше, але це було лише відео з якогось хлопця в Інтернеті, який демонструє демонстрацію і не намагається бути суворим. Він, можливо, знав, що конденсатором дещо зловживають, і це не хвилює. Ми також не знаємо, чи зрештою конденсатор зазнав певних пошкоджень.

Отже, підсумовуючи, причини, по яких ви бачите електролітичні конденсатори, які, як правило, зворотно напружуються:

1. Вони ні. Є ухил постійного струму, яких ви не помічали.

2. Вони є, і можуть бути пошкоджені, але хто це робить, той не усвідомлює цього чи не байдуже.

3. Ви не можете повірити всьому, що бачите в Інтернеті.

Є кілька можливих відповідей.

Найбільш поширене застосування електролітики в додатках змінного струму - це з'єднання конденсаторів в підсилювачах змінного струму. У цьому випадку зазвичай є чіткий зміщення постійного струму поперек конденсатора (як результат упередженості окремих ступенів підсилювача), тому, хоча він передає струм змінного струму, напруга в самому конденсаторі насправді ніколи не змінюється.

По-друге, існує така річ, як неполяризований електролітичний конденсатор, який іноді використовується в електролінійних додатках. Він має оксидні шари на обох пластинах.

Чому я можу поставити електролітичний конденсатор на змінного струму?

Ви можете, але це пошкодить конденсатор, можливо смертельно, за винятком тривіальних випадків.

Показаний приклад взагалі мало що доводить.

Якщо ви застосуєте скромний зворотний напруга до конденсатора порівняно з його напругою, він може не завдати занадто великої шкоди, якщо не надто багато струму і якщо не буде зроблено занадто довго.

Невелика кількість шкоди, завданої в таких випадках, може бути не очевидною.

За надмірних значень скромного, занадто великого, занадто великого і занадто довгого конденсатор може повідомити вас про різні цікаві способи, такі як видування всіх його зовнішніх частин через ущільнення основи, або через запобіжний отвір, утворений хрестовими канавками у верхній частині або просто кип'ятінням або висушуванням або відмовою в майбутньому прийти на вечірку.

Одним із способів використання електролітичних конденсаторів в ланцюзі змінного струму є встановлення двох послідовних полярності. Кожен конденсатор буде прагнути "мати справу" з відповідною частиною форми хвилі. Зворотний зміщений конденсатор буде пропускати великий струм при низькому зворотному напрузі і використовувати другу половину для блокування напруги постійного струму. У цьому випадку "занадто багато" меж не досягнуто.