Почему я могу поставить электролитический конденсатор на переменный ток?

Я видел кое-где схемы с электролитическими конденсаторами, установленными на переменный ток. И это звучит странно для меня.

Электролитические конденсаторы имеют полярность, верно? Если мы изменим полярность на постоянном токе, произойдут плохие вещи. Насколько я понимаю, переменный ток время от времени меняет полярность (обычно 50 Гц). Почему мы можем поставить такие конденсаторы на переменный ток, не повреждая их?

Пример:

из демонстрации здесь: http://youtu.be/qdXbnhb1bVo?t=5m57s

«Может» и «должен» - это две вещи. Должны ли вы сделать это? Нет: это использование вне указанных рабочих параметров обычных электролитических конденсаторов. Вы, кажется, уже поняли это. Ты можешь сделать это? Да, как показывает видео. Чтобы понять, почему требуется некоторое понимание того, что находится внутри конденсатора.

Конденсатор представляет собой два проводника (обычно пластины), разделенные изолятором. Чем больше площадь поверхности и чем ближе они друг к другу, тем выше емкость. Электролитические конденсаторы имеют тонкую пленку, свернутую в банку. Эта пленка покрыта тонким оксидным слоем, и его толщина дает электролитическим конденсаторам высокую емкость по сравнению с их размером.

Этот оксидный слой создается химическим составом материалов в конденсаторе и полярностью напряжения, приложенного к каждой стороне пленки. Напряжение, приложенное в правильном направлении, создает и поддерживает оксидный слой. Если полярность обратная, оксидный слой растворяется.

Если оксидный слой растворяется, у вас больше не будет изолятора между двумя пластинами конденсатора. Вместо двух пластин, разделенных изолятором, у вас есть две пластины, разделенные проводником. Вместо устройства, которое блокирует постоянный ток, у вас есть устройство, которое проводит его. По сути, у вас есть проволока в банке.

Обычно, когда вы сталкиваетесь с этим режимом отказа, большой ток течет, быстро нагревая внутреннюю часть конденсатора. Расширяющаяся жидкость и газ разрушают предохранительный клапан или взрывается баллончик.

Почему тогда конденсатор в этом примере не взрывается?

Напряжение обратной полярности никогда не применяется в течение очень долгого времени и никогда без правильного напряжения полярности, приложенного вскоре после этого, чтобы восстановить любое нанесенное повреждение.

Оксидный слой не растворяется мгновенно при приложении обратного напряжения; это займет время. Время зависит от приложенного напряжения, размера конденсатора, химического состава и т. Д., Но половину цикла переменного тока частотой 50 Гц, вероятно, недостаточно для нанесения серьезного ущерба. Когда наступает вторая половина цикла, оксидный слой восстанавливается.

Любой ток короткого замыкания существенно ограничен последовательными резисторами.

С этими последовательными резисторами мощность, доступная для нагрева конденсатора, мала. Просто недостаточно мощности для катастрофического разрушения конденсатора, потому что большая часть доступной энергии идет в резисторы. Возможно, вы просто слегка нагреете конденсатор. Когда напряжение меняет направление, оксидный слой может преобразовываться.

Возможно, в какой-то степени вы все еще повредите конденсатор, но он достаточно работоспособен для демонстрации.

Скорее всего, вы не замечаете, что конденсатор имеет смещение постоянного тока и что самые низкие пики напряжения на нем не становятся отрицательными.

В приведенном вами единственном примере в цепи присутствует светодиод. Помните, что светодиод - это тоже диод. Когда он включал конденсатор последовательно со светодиодом, это должно было предотвратить значительное обратное напряжение на конденсаторе. Когда конденсатор был установлен параллельно светодиоду, светодиод шунтировал бы что-нибудь большее, чем пара вольт обратной полярности вокруг конденсатора.

Что еще более важно, однако, это было просто видео от какого-то парня в Интернете, делающего демо и не пытающегося быть строгим. Он, возможно, хорошо знал, что конденсатор подвергался жестокому обращению, и ему было все равно. Мы также не знаем, получил ли конденсатор какое-то повреждение.

Итак, в итоге, вы видите, что электролитические конденсаторы, по-видимому, имеют обратное напряжение:

1. Это не так. Есть систематическая ошибка, которую вы не заметили.

2. Они есть, и, возможно, получают повреждения, но тот, кто делает это, не осознает этого или не заботится.

3. Вы не можете верить всему, что видите в Интернете.

Есть несколько возможных ответов.

Наиболее распространенное применение электролитики в приложениях переменного тока - в качестве конденсаторов связи в усилителях переменного тока. В этом случае обычно наблюдается четкое смещение постоянного тока на конденсаторе (в результате смещения отдельных каскадов усилителя), поэтому, несмотря на то, что он пропускает переменный ток, напряжение на самом конденсаторе фактически никогда не меняется на обратное.

Во-вторых, существует такая вещь, как неполяризованный электролитический конденсатор, который иногда используется в приложениях с питанием от частоты. Он имеет оксидные слои на обеих пластинах.

Почему я могу поставить электролитический конденсатор на переменный ток?

Вы можете, но это повредит конденсатор, возможно смертельно, за исключением тривиальных случаев.

Показанный пример ничего не доказывает вообще.

Если вы приложите умеренное обратное напряжение к конденсатору по сравнению с его номинальным напряжением, он может не нанести слишком много ущерба, если не будет слишком большой ток и если он не будет выполнен слишком долго.

Небольшие повреждения, нанесенные в таких случаях, могут не быть очевидными.

Для чрезмерных значений скромных, слишком больших, слишком больших и слишком длинных конденсатор может дать вам знать различными интересными способами, такими как продувка всех его внутренних частей через уплотнение основания или через предохранительный вентиляционный канал, образованный крестообразными канавками на верхней части. или просто кипячением, высыханием или отказом прийти на вечеринку в будущем.

Один из способов использования электролитических конденсаторов в цепи переменного тока состоит в том, чтобы соединить два последовательно противоположных полярности. Каждый конденсатор будет иметь тенденцию «иметь дело» с соответствующей частью формы волны. Конденсатор с обратным смещением будет пропускать большой ток при низком обратном напряжении и использовать другую половину для блокировки постоянного напряжения постоянного тока. В этом случае пределы «слишком много» не достигнуты.