从理论上讲,对电容器而言,当容量一定后,频率越高容抗越小,西门子回收电解电容上门的容量大,它的容抗应该很小,但是从它的等效电路中可以看出,一个容量比较大的电解电容器由一个容量和电容C1相等的纯电容C0和一个电感L0(等效电感)串联而成。
在等效电路中,由于大容量的电解电容器还串联一个等效电感L0。当频率较高时纯电容C0的容抗很小,但是L0的感抗较大(频率越高,感抗越大),结果大电容器总的阻抗在高频时不是减小,反而增大,这说明大容量电解电容器的高频特性差。
大容量电解电容器产生等效电感L0的原因:由电解电容器结构可知,电容器两极板由铝箔(指铝电解电容器)构成,铝箔是导体,为了减小电解电容器的体积而将铝箔卷起来。
由电感器结构可知,将一个导体卷绕起来会出现电感。由于大容量电解电容器容量大,它的铝箔更长,卷绕得更多,这样存在等效电感且大到不能忽视的程度,导致大容量电解电容器的高频特性差。
原材料纯度的影响电解电容器原材料中特别是构成芯子的材料对漏电流影响极大,它包括铝箔和引线的纯度以及电解液中用的各种化学试剂、去离子水和电解纸中的杂质含量,这些都对漏电流造成极大影响。铝电解电容器的阳极铝箔,当其纯度从99.20%提高到99.99%时,在相同的条件下其漏电流有明显下降,特别是在较高工作温度时,影响更显著。电解电容器特点二:额定的容量可以做到非常大,可以轻易做到几万μf甚至几f(但不能和双电层电容比)。从图1-8看出,提高铝箔纯度是延长电解电容器工作寿命以及降低漏电流的有效途径。正极引线的纯度也有同样影响。另外,其他原材料如化学试剂、电解纸、橡皮塞、纯水等所含氯离子、硫酸根离子含量要求也严格。在工作电解液中即使含有极微量氯化物,也会对产品发生有害的影响,因为氯化物的存在不仅能使氧化膜损坏,而且会导致阳极箔、引线被腐蚀。(因为CL-的离子半径,穿透力极强,破坏性强)l工作电解液的影响工作电解液不但起到电解电容器阴极作用,而且还要能随时提供O2-不断地供给阳极以修补损伤的氧化膜,倘若电解液修补氧化膜和防止氧化膜恶化的能力差,则势必使产品漏电流变大和漏电流回升。此外,电解液中的水会使氧化膜形成水合氧化膜Al2O3·nH2O(n=1~3),使介质膜绝缘性能下降,这同样会使漏电流增大。
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电容器充放电的特点及规律是怎样的?根据上面所得到的电容器的充放电时UC、IC的数据和曲线,可以归纳出几点很有实用价值的规律。上海衡丽①电容器的充放电是需要时间的。这是由于电容器的充放电过程,实质是电容器上电荷的积累和消散的过程,由于电荷量的变化是需要时间的,所以充放电也是需要时间的。电解电容的判断方法电解电容常见的故障有,容量减少,容量消失、击穿短路及漏电,其中容量变化是因电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起,而击穿与漏电一般为所加的电压过高或本身质量不佳引起。②在充电的开始阶段,充电电流较大,u上升较快,随着的增长,充电电流逐渐减小,且u的上升速度变缓,而向着电源电压E趋近。从理论上来说,要使电容器完全充满,完成充电的全过程是需要无限长的时间的。但从中可以看到,在t=15s时,u=9.5V,已达到E的95%;在t=25s时,u=9.93V,实际上已经可以认为电容器基本上充满,充电过程已基本上结束。同样,在放电的开始阶段,电压UC及电流IC的变化也是较快的,而后期变的缓慢。在t=15s时,u=0.5V,仅为E的5%;在t=25s时,u=0.07V,此时可以认为电容器的电荷基本放光,完成了放电过程。总之,在分析实际问题时,可以认为电容器的充放电过程所需的时间是有限的。这就是说,对于上述实验电路,电容器自充、放电开始后15s~25s,从工程的观点看就完全可以认为充、放电已经结束。③在电容器刚刚开始充电或刚刚开始放电的瞬间,电容器的端电压及贮存的电荷Q都将保持着充、放电开始之前的数值。例如,充电前电容器的电压u=0V,则开始充电的瞬间UC仍保持为0V;而放电前如果电容器的u=E,则放电开始瞬间仍保持为E。即电容器的端电压u在充、放电开始的瞬间是不能突变的,电容器的这一特点非常重要,必须牢记。
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