१. इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू
इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू इलेक्ट्रोडमा अक्सिडेशन तहद्वारा इलेक्ट्रोलाइटको इन्सुलेट तहको रूपमा कार्य मार्फत बनाइएका क्यापेसिटरहरू हुन्, जसको सामान्यतया ठूलो क्षमता हुन्छ। इलेक्ट्रोलाइट आयनहरूले भरिपूर्ण तरल, जेली जस्तो पदार्थ हो, र धेरैजसो इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू ध्रुवीय हुन्छन्, अर्थात्, काम गर्दा, क्यापेसिटरको सकारात्मक इलेक्ट्रोडको भोल्टेज सधैं नकारात्मक भोल्टेज भन्दा बढी हुनुपर्छ।
इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको उच्च क्षमतालाई धेरै अन्य विशेषताहरूको लागि पनि त्याग गरिन्छ, जस्तै ठूलो चुहावट प्रवाह, ठूलो समतुल्य श्रृंखला इन्डक्टन्स र प्रतिरोध, ठूलो सहनशीलता त्रुटि, र छोटो जीवन।
ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको अतिरिक्त, गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू पनि छन्। तलको चित्रमा, दुई प्रकारका १०००uF, १६V इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू छन्। तिनीहरूमध्ये, ठूलो गैर-ध्रुवीय हो, र सानो ध्रुवीय हो।
(गैर-ध्रुवीय र ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू)
इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको भित्री भाग तरल इलेक्ट्रोलाइट वा ठोस पोलिमर हुन सक्छ, र इलेक्ट्रोड सामग्री सामान्यतया एल्युमिनियम (एल्युमिनियम) वा ट्यान्टलम (ट्यान्डलम) हुन्छ। संरचना भित्र एउटा सामान्य ध्रुवीय एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर तल दिइएको छ, इलेक्ट्रोडका दुई तहहरू बीच इलेक्ट्रोलाइटमा भिजाइएको फाइबर पेपरको तह हुन्छ, साथै इन्सुलेटिङ पेपरको तह सिलिन्डरमा परिणत हुन्छ, एल्युमिनियम खोलमा बन्द हुन्छ।
(इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको आन्तरिक संरचना)
इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरलाई विच्छेदन गर्दा, यसको आधारभूत संरचना स्पष्ट रूपमा देख्न सकिन्छ। इलेक्ट्रोलाइटको वाष्पीकरण र चुहावट रोक्नको लागि, क्यापेसिटर पिन भागलाई सिलिङ रबरले फिक्स गरिएको छ।
अवश्य पनि, चित्रले ध्रुवीय र गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू बीचको आन्तरिक आयतनमा भिन्नता पनि देखाउँछ। एउटै क्षमता र भोल्टेज स्तरमा, गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर ध्रुवीय भन्दा लगभग दोब्बर ठूलो हुन्छ।
(गैर-ध्रुवीय र ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको आन्तरिक संरचना)
यो भिन्नता मुख्यतया दुई क्यापेसिटर भित्र इलेक्ट्रोडको क्षेत्रफलमा ठूलो भिन्नताबाट आउँछ। गैर-ध्रुवीय क्यापेसिटर इलेक्ट्रोड बायाँमा छ र ध्रुवीय इलेक्ट्रोड दायाँमा छ। क्षेत्रफल भिन्नताको अतिरिक्त, दुई इलेक्ट्रोडहरूको मोटाई पनि फरक छ, र ध्रुवीय क्यापेसिटर इलेक्ट्रोडको मोटाई पातलो छ।
(विभिन्न चौडाइको इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर एल्युमिनियम पाना)
२. क्यापेसिटर विस्फोट
जब क्यापेसिटरले लागू गरेको भोल्टेजले यसको सहनशील भोल्टेजभन्दा बढी हुन्छ, वा ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको भोल्टेजको ध्रुवता उल्टाइन्छ, क्यापेसिटर चुहावट प्रवाह तीव्र गतिमा बढ्छ, जसले गर्दा क्यापेसिटरको आन्तरिक ताप बढ्छ, र इलेक्ट्रोलाइटले ठूलो मात्रामा ग्यास उत्पादन गर्छ।
क्यापेसिटर विस्फोट हुनबाट रोक्नको लागि, क्यापेसिटर हाउजिङको माथिल्लो भागमा तीनवटा खाँचोहरू थिचिएका हुन्छन्, जसले गर्दा क्यापेसिटरको माथिल्लो भाग उच्च चापमा भाँच्न र आन्तरिक चाप छोड्न सजिलो हुन्छ।
(इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको माथिल्लो भागमा ब्लास्टिङ ट्याङ्की)
यद्यपि, उत्पादन प्रक्रियामा केही क्यापेसिटरहरूमा, माथिल्लो ग्रूभ प्रेसिङ योग्य हुँदैन, क्यापेसिटर भित्रको दबाबले क्यापेसिटरको तल रहेको सिलिङ रबर बाहिर निकाल्छ, यस समयमा क्यापेसिटर भित्रको दबाब अचानक निस्कन्छ, विस्फोट हुन्छ।
१, गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर विस्फोट
तलको चित्रले १०००uF क्षमता र १६V भोल्टेज भएको गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर देखाउँछ। लागू गरिएको भोल्टेज १८V नाघेपछि, चुहावटको प्रवाह अचानक बढ्छ, र क्यापेसिटर भित्रको तापक्रम र दबाब बढ्छ। अन्ततः, क्यापेसिटरको तल रहेको रबर सिल फुट्छ, र आन्तरिक इलेक्ट्रोडहरू पपकर्न जस्तै खुकुलो हुन्छन्।
(गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर ओभरभोल्टेज ब्लास्टिङ)
क्यापेसिटरमा थर्मोकपल बाँधेर, लागू भोल्टेज बढ्दै जाँदा क्यापेसिटरको तापक्रम परिवर्तन हुने प्रक्रिया मापन गर्न सम्भव छ। निम्न चित्रले भोल्टेज वृद्धिको प्रक्रियामा गैर-ध्रुवीय क्यापेसिटर देखाउँछ, जब लागू भोल्टेजले प्रतिरोधी भोल्टेज मान भन्दा बढी हुन्छ, आन्तरिक तापक्रम प्रक्रिया बढ्न जारी रहन्छ।
(भोल्टेज र तापक्रम बीचको सम्बन्ध)
तलको चित्रले सोही प्रक्रियाको क्रममा क्यापेसिटरबाट बग्ने करेन्टमा भएको परिवर्तन देखाउँछ। आन्तरिक तापक्रम बढ्नुको मुख्य कारण करेन्टमा भएको वृद्धि हो भन्ने कुरा देख्न सकिन्छ। यस प्रक्रियामा, भोल्टेज रेखीय रूपमा बढ्छ, र करेन्ट तीव्र रूपमा बढ्दै जाँदा, पावर सप्लाई समूहले भोल्टेज घटाउँछ। अन्तमा, जब करेन्ट ६A भन्दा बढी हुन्छ, क्यापेसिटर ठूलो आवाजमा विस्फोट हुन्छ।
(भोल्टेज र करेन्ट बीचको सम्बन्ध)
गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको ठूलो आन्तरिक आयतन र इलेक्ट्रोलाइटको मात्राको कारण, ओभरफ्लो पछि उत्पन्न हुने दबाब ठूलो हुन्छ, जसले गर्दा खोलको माथि रहेको दबाब राहत ट्याङ्की फुट्दैन, र क्यापेसिटरको तल रहेको सिलिङ रबर उडेर खुल्छ।
२, ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर विस्फोट
ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको लागि, भोल्टेज लागू गरिन्छ। जब भोल्टेज क्यापेसिटरको सहनशील भोल्टेज भन्दा बढी हुन्छ, चुहावट प्रवाह पनि तीव्र रूपमा बढ्छ, जसले गर्दा क्यापेसिटर धेरै तातो हुन्छ र विस्फोट हुन्छ।
तलको चित्रले १०००uF क्षमता र १६V भोल्टेज भएको सीमित इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर देखाउँछ। ओभरभोल्टेज पछि, आन्तरिक दबाब प्रक्रिया माथिल्लो दबाब राहत ट्याङ्की मार्फत जारी गरिन्छ, त्यसैले क्यापेसिटर विस्फोट प्रक्रियाबाट बच्न सकिन्छ।
निम्न चित्रले लागू गरिएको भोल्टेजको वृद्धिसँगै क्यापेसिटरको तापक्रम कसरी परिवर्तन हुन्छ भनेर देखाउँछ। भोल्टेज बिस्तारै क्यापेसिटरको प्रतिरोधी भोल्टेजको नजिक पुग्दा, क्यापेसिटरको अवशिष्ट प्रवाह बढ्छ, र आन्तरिक तापक्रम बढ्दै जान्छ।
(भोल्टेज र तापक्रम बीचको सम्बन्ध)
निम्न चित्र क्यापेसिटरको चुहावट प्रवाहको परिवर्तन हो, नाममात्र १६V इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर, परीक्षण प्रक्रियामा, जब भोल्टेज १५V भन्दा बढी हुन्छ, क्यापेसिटरको चुहावट तीव्र गतिमा बढ्न थाल्छ।
(भोल्टेज र करेन्ट बीचको सम्बन्ध)
पहिलो दुई इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको प्रयोगात्मक प्रक्रिया मार्फत, यो पनि देख्न सकिन्छ कि त्यस्ता १०००uF साधारण इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको भोल्टेज सीमा कति छ। क्यापेसिटरको उच्च-भोल्टेज ब्रेकडाउनबाट बच्नको लागि, इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर प्रयोग गर्दा, वास्तविक भोल्टेज उतारचढाव अनुसार पर्याप्त मार्जिन छोड्नु आवश्यक छ।
३,श्रृंखलामा इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू
उपयुक्त भएमा, क्रमशः समानान्तर र श्रृंखला जडानद्वारा ठूलो क्यापेसिटन्स र ठूलो क्यापेसिटन्स प्रतिरोध भोल्टेज प्राप्त गर्न सकिन्छ।
(अतिदबाब विस्फोट पछि इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर पपकर्न)
केही अनुप्रयोगहरूमा, क्यापेसिटरमा लागू हुने भोल्टेज AC भोल्टेज हुन्छ, जस्तै स्पिकरहरूको कपलिंग क्यापेसिटरहरू, वैकल्पिक वर्तमान चरण क्षतिपूर्ति, मोटर चरण-शिफ्टिंग क्यापेसिटरहरू, आदि, जसमा गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरूको प्रयोग आवश्यक पर्दछ।
केही क्यापेसिटर निर्माताहरूले दिएको प्रयोगकर्ता पुस्तिकामा, परम्परागत ध्रुवीय क्यापेसिटरहरूको प्रयोग ब्याक-टु-ब्याक शृङ्खलाद्वारा, अर्थात्, श्रृंखलामा दुई क्यापेसिटरहरू सँगै, तर ध्रुवता विपरीत छ भन्ने कुरा गैर-ध्रुवीय क्यापेसिटरहरूको प्रभाव प्राप्त गर्न दिइएको छ।
(ओभरभोल्टेज विस्फोट पछि इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटन्स)
अगाडि भोल्टेज, रिभर्स भोल्टेज, दुई इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू ब्याक-टु-ब्याक शृङ्खलाहरू गैर-ध्रुवीय क्यापेसिटेन्सका तीन केसहरूमा प्रयोग गर्दा ध्रुवीय क्यापेसिटरको तुलना तल दिइएको छ, लागू गरिएको भोल्टेजको वृद्धिसँगै चुहावट वर्तमान परिवर्तन हुन्छ।
१. अगाडि भोल्टेज र चुहावट प्रवाह
क्यापेसिटरबाट बग्ने विद्युत् प्रवाहलाई श्रृंखलाबद्ध रूपमा रेजिस्टर जडान गरेर मापन गरिन्छ। इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर (१०००uF, १६V) को भोल्टेज सहिष्णुता दायरा भित्र, सम्बन्धित चुहावट प्रवाह र भोल्टेज बीचको सम्बन्ध मापन गर्न लागू गरिएको भोल्टेजलाई ०V बाट क्रमशः बढाइन्छ।
(सकारात्मक श्रृंखला क्षमता)
निम्न चित्रले ध्रुवीय आल्मुनियम इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरको चुहावट प्रवाह र भोल्टेज बीचको सम्बन्ध देखाउँछ, जुन ०.५mA भन्दा कम चुहावट प्रवाहसँग एक गैर-रेखीय सम्बन्ध हो।
(अगाडिको श्रृंखला पछि भोल्टेज र करेन्ट बीचको सम्बन्ध)
२, रिभर्स भोल्टेज र चुहावट प्रवाह
लागू गरिएको दिशा भोल्टेज र इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर चुहावट प्रवाह बीचको सम्बन्ध मापन गर्न एउटै प्रवाह प्रयोग गरेर, तलको चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि जब लागू गरिएको रिभर्स भोल्टेज 4V भन्दा बढी हुन्छ, चुहावट प्रवाह द्रुत रूपमा बढ्न थाल्छ। निम्न वक्रको ढलानबाट, रिभर्स इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटेन्स 1 ओमको प्रतिरोध बराबर हुन्छ।
(उल्टो भोल्टेज भोल्टेज र करेन्ट बीचको सम्बन्ध)
३. ब्याक-टु-ब्याक शृङ्खला क्यापेसिटरहरू
दुई समान इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरहरू (१०००uF, १६V) एक-एक गरी श्रृंखलामा जोडिएका हुन्छन् जसले गर्दा एक गैर-ध्रुवीय समतुल्य इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर बनाइन्छ, र त्यसपछि तिनीहरूको भोल्टेज र चुहावट प्रवाह बीचको सम्बन्ध वक्र मापन गरिन्छ।
(सकारात्मक र नकारात्मक ध्रुवीयता श्रृंखला समाई)
निम्न रेखाचित्रले क्यापेसिटर भोल्टेज र चुहावट प्रवाह बीचको सम्बन्ध देखाउँछ, र तपाईंले देख्न सक्नुहुन्छ कि लागू भोल्टेज 4V भन्दा बढी भएपछि चुहावट प्रवाह बढ्छ, र वर्तमान आयाम 1.5mA भन्दा कम हुन्छ।
अनि यो मापन अलि अचम्मलाग्दो छ, किनकि तपाईंले देख्नुहुन्छ कि यी दुई ब्याक-टु-ब्याक शृङ्खला क्यापेसिटरहरूको चुहावट प्रवाह वास्तवमा एकल क्यापेसिटरको चुहावट प्रवाह भन्दा बढी हुन्छ जब भोल्टेज अगाडि लागू गरिन्छ।
(सकारात्मक र ऋणात्मक श्रृंखला पछि भोल्टेज र विद्युत् प्रवाह बीचको सम्बन्ध)
यद्यपि, समयको कारणले गर्दा, यस घटनाको लागि दोहोर्याइएको परीक्षण भएन। सायद प्रयोग गरिएको क्यापेसिटरहरू मध्ये एक भर्खरै गरिएको रिभर्स भोल्टेज परीक्षणको क्यापेसिटर थियो, र भित्र क्षति भएको थियो, त्यसैले माथिको परीक्षण कर्भ उत्पन्न भएको थियो।
पोस्ट समय: जुलाई-२५-२०२३
