Polare und unpolare Kondensatoren - was ist der Unterschied?

Alle Arten von Arten von KondensatorenSie werden heute fast überall in der Elektronik und Elektrotechnik eingesetzt und enthalten verschiedene Substanzen als Dielektrika. Allerdings speziell Elektrolytkondensatoren, insbesondere auch Tantal und Polymer, ist es für sie, wenn sie in das Schema aufgenommen werden, wichtig, die Polarität genau zu beachten. Wenn ein solcher Kondensator nicht korrekt in der Schaltung enthalten ist, kann er nicht normal arbeiten. Diese Kondensatoren werden daher als polar bezeichnet.

Was ist der grundlegende Unterschied zwischen einem polaren und einem unpolaren Kondensator? Warum kümmern sich einige Kondensatoren immer noch darum, wie sie in die Schaltung aufgenommen werden sollen, und die Einhaltung der Polarität ist für andere von grundlegender Bedeutung? Wir werden versuchen, es jetzt herauszufinden.

Der Punkt hier ist, dass der Herstellungsprozess von Elektrolytkondensatoren sich sehr von beispielsweise unterscheidet. Keramik oder Polypropylen. Wenn die letzten beiden Platten und das Dielektrikum zueinander homogen sind, dh es gibt keinen Unterschied in der Struktur an der Grenzfläche zwischen Platte und Dielektrikum auf beiden Seiten des Dielektrikums, dann haben die Elektrolytkondensatoren (zylindrisches Aluminium, Tantal, Polymer) einen Unterschied in der Struktur des dielektrischen Übergangs -Beschichtung auf beiden Seiten des Dielektrikums: Anode und Kathode unterscheiden sich in chemischer Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften.

Wenn ein elektrolytischer Aluminiumkondensator hergestellt wird, rollen sie nicht nur zwei identische Folienabdeckungen, die mit elektrolytimprägniertem Papier verlegt sind.

Von der Seite der Anodenplatte (der + zugeführt wird) befindet sich auf besondere Weise eine Aluminiumoxidschicht auf der geätzten Oberfläche der Folie. Die Anode ist so ausgelegt, dass sie beim Laden eines Kondensators Elektronen über einen externen Stromkreis an die Kathode abgibt.

Die negative Auskleidung (Kathode) ist nur Aluminiumfolie, Elektronen kommen beim Laden durch einen externen Stromkreis zu ihr. Der Elektrolyt dient hier als Ionenleiter.

Ähnlich verhält es sich mit Tantalkondensatoren, bei denen Tantalpulver als Anode verwendet wird, auf der ein Tantalpentoxidfilm gebildet wird (die Anode ist mit einem Oxid verbunden!), Der die Funktion eines Dielektrikums trägt, dann gibt es eine Schicht aus einem Halbleiter - Mangandioxid als Elektrolyt, dann eine Silberkathode von dem die Elektronen während des Entladungsprozesses austreten.

Polymerelektrolytkondensatoren verwenden ein lichtleitendes Polymer als Kathode, ansonsten sind alle Prozesse ähnlich. Das Endergebnis sind die Oxidations- und Reduktionsreaktionen wie bei einer Batterie. Die Anode wird während der elektrochemischen Entladungsreaktion oxidiert und die Kathode wird wiederhergestellt.

Wenn der Elektrolytkondensator geladen wird, gibt es einen Elektronenüberschuss an seiner Kathode, an der Minusplatte, der nur die negative Ladung an diesen Anschluss meldet, und an der Anode - ein Mangel an Elektronen, der eine positive Ladung ergibt, so dass wir die Potentialdifferenz erhalten.

Wenn der geladene Elektrolytkondensator mit einem externen Stromkreis kurzgeschlossen wird, laufen überschüssige Elektronen von der negativ geladenen Kathode zur positiv geladenen Anode und die Ladung wird neutralisiert. Im Elektrolyten bewegen sich in diesem Moment positive Ionen von der Kathode zur Anode.

Wenn ein solcher Polarkondensator nicht korrekt in der Schaltung enthalten ist, können die beschriebenen Reaktionen nicht normal ablaufen und der Kondensator funktioniert nicht normal. Unpolare Kondensatoren können in jedem Einschluss arbeiten, da sie weder Anode noch Kathode oder Elektrolyt haben und ihre Platten auf die gleiche Weise mit dem Dielektrikum interagieren, genau wie mit der Quelle.

Was aber, wenn nur polare Elektrolytkondensatoren zur Verfügung stehen, Sie aber einen Kondensator in einen Stromkreis mit wechselnder Polarität einbauen müssen? Dafür gibt es einen Trick. Es ist notwendig, zwei identische polare Elektrolytkondensatoren zu nehmen und sie mit denselben Anschlüssen in Reihe zu schalten. Es wird sich ein unpolarer Kondensator mit zwei Polaren herausstellen, dessen Kapazität zweimal geringer ist als jede seiner beiden Komponenten.

Auf dieser Basis werden übrigens unpolare Elektrolytkondensatoren hergestellt, bei denen auf beiden Platten eine Oxidschicht vorhanden ist. Aus diesem Grund sind unpolare Elektrolytkondensatoren viel größer als polare Kondensatoren mit ähnlicher Kapazität. Basierend auf diesem Prinzip werden auch unpolare Elektrolytstartkondensatoren hergestellt, die für den Betrieb in Wechselstromkreisen mit einer Frequenz von 50 bis 60 Hz ausgelegt sind.

Siehe auch:Kondensatoren in elektronischen Schaltkreisen