为什么可以在AC上放一个电解电容器?


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我在这里和那里都已经看到了将电解电容器放在交流电上的原理图。这对我来说听起来很奇怪。

电解电容器有极性,对吗?如果我们反转直流的极性,则会发生坏事。据我了解,交流电有时会极性反转(通常为50Hz)。为什么我们可以在不损坏电容器的情况下将它们放在交流电上?

例:

原理图

来自此处的演示:http: //youtu.be/qdXbnhb1bVo?t=5m57s


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提供一个例子。
莱昂·海勒2013年

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一些小孩滥用电容器的随机视频几乎不是一个好的设计参考。
戴夫·特威德

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当然可以,但是也许这个孩子比我了解更多,我很好奇这是否正确以及为什么?很抱歉提出这个问题,但我基本上一无所知。我们都开始在某个地方,不是吗?
Antoine_935

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@DaveTweed仅仅因为它是一个不好的演示并不意味着没有什么可学的。不好的例子仍然是例子。
Phil Frost

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安托万(Antoine)-他懂一点,但不足以被认为是一个很好的指南,他也这样做,并说最好的事情“没有用”。继续在这里提问,您将比他立刻了解更多:-)。
罗素·麦克马洪

Answers:


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“可以”和“应该”是两件事。你应该这样做吗?否:此用途超出了普通电解电容器的规定工作参数。您似乎已经了解了这一点。你可以做到吗?是的,如视频所示。要了解原因,需要对电容器内部有一些了解。

电容器是由绝缘体隔开的两条导体(通常是极板)。表面积越大,距离越近,电容越大。电解电容器的罐中有一层薄膜。该膜被一层薄的氧化层覆盖,该层的薄度使电解电容器具有相对于其尺寸的高电容。

该氧化层是由电容器中材料的化学性质以及施加到薄膜两面的电压的极性所形成的。沿正确方向施加的电压会建立并维持氧化层。如果极性相反,则氧化物层溶解。

如果氧化层溶解,则电容器的两个极板之间将不再具有绝缘体。不用由绝缘子隔开的两个板,而是由导体隔开的两个板。您可以使用传导它的设备来代替阻止直流的设备。基本上,您的罐子里有一根电线。

通常,当您遇到这种故障模式时,会流过大电流,从而迅速加热电容器的内部。膨胀的流体和气体会使安全通风孔破裂或使罐爆炸。

那么,为什么此示例中的电容器不爆炸?

反极性电压永远不会施加很长时间,并且永远不会在修复任何损坏后不久施加正确的极性电压。

施加反向电压时,氧化层不会立即溶解;这需要时间。时间取决于施加的电压,电容器的大小,化学性质等,但是50 Hz AC的半个周期可能不足以引起严重损坏。当循环的另一半出现时,氧化物层被恢复。

任何故障电流都会受到串联电阻的明显限制。

使用那些串联的电阻器,可用于加热电容器的功率很小。根本没有足够的功率来灾难性地破坏电容器,因为大部分可用能量都流向了电阻器。也许您只是稍微加热电容器。当电压反向时,氧化物层可以重新形成。

可能您最终还是会在一定程度上损坏电容器,但是对于演示而言,它已足够运行​​。


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您很可能没有注意到电容器具有直流偏置,并且电容器两端的最低电压峰值不会变为负值。

在您提供的唯一示例中,电路中有一个LED。请记住,LED也是二极管。当他将电容器与LED串联时,应该可以防止电容器两端产生明显的反向电压。当电容器与LED并联时,LED会在电容器周围分流超过几伏的极性。

但是,更重要的是,这只是互联网上某个人在做演示而又并不严格的视频。他可能很早就知道电容器被某种程度地滥用了,不在乎。我们也不知道电容器最终是否会遭受损坏。

因此,总而言之,您看到电解电容器明显被反向电压的原因是:

  1. 他们不是。您没有注意到直流偏置。

  2. 它们受到了破坏,而且可能受到了破坏,但是无论这样做是谁,都不会意识到这一点或不在乎。

  3. 您无法相信在互联网上看到的所有内容。


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在链接的视频中,我没有发现任何直流偏置;你是否?
Phil Frost

@Phil:正如我所说,视频中的电路中有一个LED,它用作二极管。
Olin Lathrop 2013年


两个LED均闪烁的事实意味着电容器上有时会带有负电压。在直流偏置下,只有其中一个会闪烁(除非它们是共阴极,但为什么要有两个?)。@PhilFrost的解释似乎很有道理。可能会以较高的交流电压或较低的频率使电容器断路。
HackerBoss

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有两个可能的答案。

电解在交流应用中最常见的应用是作为交流放大器中的耦合电容器。在这种情况下,电容器两端通常会有明显的DC偏置(由于各个放大器级的偏置方式所致),因此即使它流过交流电流,电容器本身的电压也不会真正反向。

其次,有时会在电力线频率应用中使用无极性电解电容器。在两个板上都具有氧化层。


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为什么可以在AC上放一个电解电容器?

您可以这样做,但这会严重损坏电容器,除非是极少的情况。

所示的例子并不能证明太多。

如果向电容器施加适度的反向电压(而不是其额定电压),则如果没有太多的电流流动且持续的时间太长,可能不会造成太大的损坏。

在这种情况下造成的少量损坏可能并不明显。

对于过高,过大,过长和过长的适度值,电容器可能会以各种有趣的方式让您知道,例如,通过基础密封或顶部的十字形凹槽形成的安全孔将其内部吹散或只是煮沸或干or或拒绝将来参加聚会。

可以在交流电路中使用电解电容器的一种方法是将两个串联的极性相对。每个电容器将倾向于“处理”波形的适当部分。反向偏置电容器将在低反向电压下通过很多电流,并使用另一半来阻挡正向电压DC。在这种情况下,没有达到“太多”的限制。

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