इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर किन विस्फोट हुन्छ? बुझ्न को लागी एक शब्द!

1. इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू 

इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू इन्सुलेट तहको रूपमा इलेक्ट्रोलाइटको कार्य मार्फत इलेक्ट्रोडमा अक्सिडेशन तहद्वारा बनाइएका क्यापेसिटरहरू हुन्, जसमा सामान्यतया ठूलो क्षमता हुन्छ। इलेक्ट्रोलाइट एक तरल, जेली-जस्तो आयनहरूमा धनी सामग्री हो, र धेरैजसो इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू ध्रुवीय हुन्छन्, त्यो हो, काम गर्दा, क्यापेसिटरको सकारात्मक इलेक्ट्रोडको भोल्टेज सधैं नकारात्मक भोल्टेज भन्दा बढी हुनुपर्छ।

इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको उच्च क्षमता धेरै अन्य विशेषताहरूको लागि पनि बलिदान गरिन्छ, जस्तै ठूलो चुहावट प्रवाह, ठूलो बराबर श्रृंखला इन्डक्टन्स र प्रतिरोध, ठूलो सहनशीलता त्रुटि, र छोटो जीवन।

ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको अतिरिक्त, त्यहाँ गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू पनि छन्। तलको चित्रमा, त्यहाँ दुई प्रकारका 1000uF, 16V इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू छन्। ती मध्ये, ठूलो गैर-ध्रुवीय छ, र सानो ध्रुवीय छ।

(गैर-ध्रुवीय र ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर)

इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको भित्री भाग तरल इलेक्ट्रोलाइट वा ठोस बहुलक हुन सक्छ, र इलेक्ट्रोड सामग्री सामान्यतया एल्युमिनियम (एल्युमिनियम) वा ट्यान्टलम (टान्डलम) हुन सक्छ। निम्न संरचना भित्र एक सामान्य ध्रुवीय एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर हो, इलेक्ट्रोडका दुई तहहरू बीच इलेक्ट्रोलाइटमा भिजाइएको फाइबर पेपरको एक तह छ, साथै इन्सुलेट पेपरको एक तहलाई सिलिन्डरमा परिणत गरिएको छ, एल्युमिनियम खोलमा बन्द गरिएको छ।

(इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको आन्तरिक संरचना)

इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर विच्छेदन, यसको आधारभूत संरचना स्पष्ट रूपमा देख्न सकिन्छ। इलेक्ट्रोलाइटको वाष्पीकरण र चुहावट रोक्नको लागि, क्यापेसिटर पिन भाग सील रबरको साथ निश्चित गरिएको छ।

निस्सन्देह, चित्रले ध्रुवीय र गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू बीचको आन्तरिक भोल्युममा भिन्नता पनि देखाउँछ। उही क्षमता र भोल्टेज स्तरमा, गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर ध्रुवीय एक भन्दा दुई गुणा ठूलो हुन्छ।

(गैर-ध्रुवीय र ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको आन्तरिक संरचना)

यो भिन्नता मुख्यतया दुई क्यापेसिटर भित्र इलेक्ट्रोड को क्षेत्र मा ठूलो भिन्नता देखि आउँछ। गैर-ध्रुवीय क्यापेसिटर इलेक्ट्रोड बायाँमा छ र ध्रुवीय इलेक्ट्रोड दायाँमा छ। क्षेत्र भिन्नताको अतिरिक्त, दुई इलेक्ट्रोडको मोटाई पनि फरक छ, र ध्रुवीय क्यापेसिटर इलेक्ट्रोडको मोटाई पातलो छ।

(विभिन्न चौडाइको इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर एल्युमिनियम पाना)

2. क्यापेसिटर विस्फोट

जब क्यापेसिटरद्वारा लागू गरिएको भोल्टेज यसको प्रतिरोधी भोल्टेज भन्दा बढि हुन्छ, वा जब ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको भोल्टेजको ध्रुवता उल्टाइन्छ, क्यापेसिटरको चुहावटको प्रवाह तीव्र रूपमा बढ्छ, परिणामस्वरूप क्यापेसिटरको आन्तरिक तापमा वृद्धि हुन्छ, र इलेक्ट्रोलाइट। ठूलो मात्रामा ग्यास उत्पादन हुनेछ।

क्यापेसिटर विस्फोट रोक्नको लागि, क्यापेसिटर हाउसिंगको शीर्षमा तीनवटा ग्रूभहरू थिचिएको छ, ताकि क्यापेसिटरको माथिल्लो भाग उच्च दबावमा भाँच्न र आन्तरिक दबाब छोड्न सजिलो हुन्छ।

(इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको शीर्षमा ब्लास्टिङ ट्याङ्की)

जे होस्, उत्पादन प्रक्रियामा केही क्यापेसिटरहरू, शीर्ष ग्रूभ थिच्ने योग्य छैन, क्यापेसिटर भित्रको दबाबले क्यापेसिटरको तल्लो भागमा रहेको सील रबरलाई बाहिर निकाल्छ, यस समयमा क्यापेसिटर भित्रको दबाब अचानक रिलीज हुन्छ, बन्नेछ। एक विस्फोट।

1, गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र विस्फोट

तलको चित्रले 1000uF को क्षमता र 16V को भोल्टेज भएको हातमा गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर देखाउँछ। लागू भोल्टेज 18V भन्दा बढि पछि, चुहावट प्रवाह अचानक बढ्छ, र क्यापेसिटर भित्र तापक्रम र दबाब बढ्छ। अन्ततः, क्यापेसिटरको फेदमा रहेको रबर सील खुल्छ, र आन्तरिक इलेक्ट्रोडहरू पपकर्न जस्तै ढीला हुन्छन्।

(गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर ओभरभोल्टेज ब्लास्टिंग)

क्यापेसिटरमा थर्मोकूपल बाँधेर, लागू भोल्टेज बढ्दै जाँदा क्यापेसिटरको तापक्रम परिवर्तन हुने प्रक्रियालाई मापन गर्न सम्भव छ। निम्न चित्रले भोल्टेज बृद्धिको प्रक्रियामा गैर-ध्रुवीय क्यापेसिटर देखाउँदछ, जब लागू भोल्टेजले प्रतिरोधी भोल्टेज मान भन्दा बढी हुन्छ, आन्तरिक तापक्रम प्रक्रिया बढ्दै जान्छ।

(भोल्टेज र तापक्रम बीचको सम्बन्ध)

तलको चित्रले एउटै प्रक्रियाको क्रममा क्यापेसिटर मार्फत प्रवाहमा आएको परिवर्तन देखाउँछ। आन्तरिक तापक्रम बढ्नुको मुख्य कारण विद्युत् प्रवाहको बृद्धि भएको देख्न सकिन्छ । यस प्रक्रियामा, भोल्टेज रैखिक रूपमा बढेको छ, र वर्तमान तीव्र रूपमा बढ्दै जाँदा, बिजुली आपूर्ति समूहले भोल्टेज ड्रप बनाउँछ। अन्तमा, जब वर्तमान 6A नाघ्छ, क्यापेसिटर ठूलो आवाजको साथ विस्फोट हुन्छ।

(भोल्टेज र वर्तमान बीचको सम्बन्ध)

गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको ठूलो आन्तरिक भोल्युम र इलेक्ट्रोलाइटको मात्राको कारणले गर्दा, ओभरफ्लो पछि उत्पन्न हुने दबाब ठूलो हुन्छ, जसको परिणामस्वरूप खोलको शीर्षमा रहेको दबाब राहत ट्याङ्की भाँच्दैन, र तल सिलिंग रबर। क्यापेसिटर खोलिएको छ।

2, ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र विस्फोट 

ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको लागि, भोल्टेज लागू हुन्छ। जब भोल्टेज क्यापेसिटरको प्रतिरोधी भोल्टेज भन्दा बढी हुन्छ, चुहावटको प्रवाह पनि तीव्र रूपमा बढ्छ, जसले क्यापेसिटरलाई अधिक तताउँछ र विस्फोट गर्छ।

तलको चित्रले सीमित इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर देखाउँछ, जसको क्षमता 1000uF र 16V को भोल्टेज छ। ओभरभोल्टेज पछि, आन्तरिक दबाब प्रक्रिया शीर्ष दबाव राहत ट्यांक मार्फत जारी गरिन्छ, त्यसैले क्यापेसिटर विस्फोट प्रक्रिया बेवास्ता गरिन्छ।

निम्न चित्रले देखाउँछ कि क्यापेसिटरको तापक्रम लागू भोल्टेजको वृद्धिसँग कसरी परिवर्तन हुन्छ। भोल्टेज बिस्तारै क्यापेसिटरको प्रतिरोधी भोल्टेजको नजिक पुग्दा, क्यापेसिटरको अवशिष्ट प्रवाह बढ्छ, र आन्तरिक तापक्रम बढ्दै जान्छ।

(भोल्टेज र तापक्रम बीचको सम्बन्ध)

निम्न आंकडा क्यापेसिटरको चुहावटको परिवर्तन हो, नाममात्र 16V इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर, परीक्षण प्रक्रियामा, जब भोल्टेज 15V भन्दा बढी हुन्छ, क्यापेसिटरको चुहावट तीव्र रूपमा बढ्न थाल्छ।

(भोल्टेज र वर्तमान बीचको सम्बन्ध)

पहिलो दुई इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको प्रयोगात्मक प्रक्रिया मार्फत, यो पनि देख्न सकिन्छ कि यस्तो 1000uF साधारण इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको भोल्टेज सीमा। क्यापेसिटरको उच्च-भोल्टेज ब्रेकडाउनबाट बच्नको लागि, इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर प्रयोग गर्दा, वास्तविक भोल्टेज उतार-चढ़ाव अनुसार पर्याप्त मार्जिन छोड्न आवश्यक छ।

३,श्रृंखला मा इलेक्ट्रोलाइटिक capacitors

जहाँ उपयुक्त हुन्छ, क्रमशः समानान्तर र शृङ्खला जडानद्वारा प्राप्त गर्न सकिने भोल्टेजसँग ठूलो क्यापेसिटन्स र ठूलो क्यापेसिटन्स प्राप्त गर्न सकिन्छ।

(अधिक दबाव विस्फोट पछि इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर पपकर्न)

केही अनुप्रयोगहरूमा, क्यापेसिटरमा लागू हुने भोल्टेज भनेको AC भोल्टेज हो, जस्तै स्पिकरहरूको युग्मन क्यापेसिटरहरू, वैकल्पिक वर्तमान चरण क्षतिपूर्ति, मोटर फेज-सिफ्टिङ क्यापेसिटरहरू, इत्यादि, गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको प्रयोग आवश्यक हुन्छ।

केही क्यापेसिटर निर्माताहरूद्वारा दिइएको प्रयोगकर्ता पुस्तिकामा, यो पनि दिइएको छ कि परम्परागत ध्रुवीय क्यापेसिटरहरू ब्याक-टु-ब्याक श्रृंखलाहरू, अर्थात्, श्रृंखलामा दुई क्यापेसिटरहरू सँगै प्रयोग गरिन्छ, तर ध्रुवता विपरीत प्रभाव प्राप्त गर्नको लागि गैर- ध्रुवीय capacitors।

(अधिक भोल्टेज विस्फोट पछि इलेक्ट्रोलाइटिक क्षमता)

निम्न ध्रुवीय क्यापेसिटरको फर्वार्ड भोल्टेज, रिभर्स भोल्टेज, दुई इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू ब्याक-टु-ब्याक शृङ्खलाहरूलाई गैर-ध्रुवीय क्यापेसिटन्सको तीन केसहरूमा, लागू भोल्टेजको वृद्धिसँगै चुहावट वर्तमान परिवर्तनहरूको तुलना गरिएको छ।

1. फर्वार्ड भोल्टेज र चुहावट वर्तमान

क्यापेसिटर मार्फत प्रवाह प्रवाह श्रृंखलामा एक प्रतिरोधक जडान गरेर मापन गरिन्छ। इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर (1000uF, 16V) को भोल्टेज सहिष्णुता दायरा भित्र, लागू भोल्टेज बिस्तारै 0V बाट बढाइन्छ सम्बन्धित चुहावट वर्तमान र भोल्टेज बीचको सम्बन्ध मापन गर्न।

(सकारात्मक श्रृंखला क्षमता)

निम्न चित्रले ध्रुवीय एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको चुहावट प्रवाह र भोल्टेज बीचको सम्बन्ध देखाउँदछ, जुन 0.5mA भन्दा कम चुहावट प्रवाहसँग गैर-रेखीय सम्बन्ध हो।

(अगाडि श्रृंखला पछि भोल्टेज र वर्तमान बीचको सम्बन्ध)

2, रिभर्स भोल्टेज र चुहावट वर्तमान

लागू गरिएको दिशा भोल्टेज र इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर चुहावट प्रवाह बीचको सम्बन्ध मापन गर्न उही करन्ट प्रयोग गरेर, यो तलको चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि जब लागू रिभर्स भोल्टेज 4V भन्दा बढ्छ, चुहावट प्रवाह द्रुत रूपमा बढ्न थाल्छ। निम्न वक्रको ढलानबाट, उल्टो इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटन्स 1 ओमको प्रतिरोधको बराबर हुन्छ।

(भोल्टेज र विद्युत् बिचको रिभर्स भोल्टेज सम्बन्ध)

3. ब्याक-टु-ब्याक श्रृंखला क्यापेसिटरहरू

दुई समान इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू (1000uF, 16V) एक गैर-ध्रुवीय समकक्ष इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर बनाउनको लागि श्रृंखलामा पछाडि जोडिएको छ, र त्यसपछि तिनीहरूको भोल्टेज र चुहावट प्रवाह बीचको सम्बन्ध वक्र मापन गरिन्छ।

(सकारात्मक र नकारात्मक ध्रुवता श्रृंखला क्षमता)

निम्न रेखाचित्रले क्यापेसिटर भोल्टेज र चुहावट प्रवाह बीचको सम्बन्ध देखाउँछ, र तपाईले देख्न सक्नुहुन्छ कि चुहावट प्रवाह बढ्छ जब लागू भोल्टेज 4V भन्दा बढि हुन्छ, र वर्तमान आयाम 1.5mA भन्दा कम छ।

र यो मापन थोरै अचम्मको छ, किनकि तपाईले देख्नुहुन्छ कि यी दुई ब्याक-टु-ब्याक सीरीज क्यापेसिटरहरूको चुहावट प्रवाह वास्तवमा एकल क्यापेसिटरको चुहावट करन्ट भन्दा ठूलो हुन्छ जब भोल्टेज अगाडि लागू हुन्छ।

(सकारात्मक र नकारात्मक श्रृंखला पछि भोल्टेज र वर्तमान बीचको सम्बन्ध)

तर, समयको कारणले गर्दा, यो घटनाको लागि कुनै बारम्बार परीक्षण भएन। सायद प्रयोग गरिएको क्यापेसिटरहरू मध्ये एक रिभर्स भोल्टेज परीक्षणको क्यापेसिटर थियो, र त्यहाँ भित्र क्षति भएको थियो, त्यसैले माथिको परीक्षण कर्भ उत्पन्न भएको थियो।