Q
為什么鋁電解質(zhì)電容不能承受反向電壓?
A 由于電解電容器存在極性,在使用時必須注意正負極的正確接法,否則不僅電容器發(fā)揮不了作用,而且漏電流很大,短時間內(nèi)電容器內(nèi)部就會發(fā)熱,破壞氧化膜,隨即損壞。如圖為鋁電解電容的基本結(jié)構(gòu),它由陽極(anode)、在絕緣介質(zhì)上附著的氧化鋁構(gòu)成的鋁層,接收極的陰極鋁層,和真正的由電解液構(gòu)成的陰極。電解液浸透在兩個鋁層間的紙上。氧化鋁層是通過電鍍在鋁層上,相對于加在其上的電壓來說是非常薄的,很容易被擊穿,導致電容失效。
氧化鋁層可以承受正向的直流電壓,如果其承受反向的直流電壓,其很容易在數(shù)秒內(nèi)失效。這個現(xiàn)象被稱為‘Valve Effect’,這就是為什么鋁電解電容擁有極性的原因,如果電解電容的兩個電極都有氧化層,則形成無極性電容。 鋁電解電容反向電壓的閾值現(xiàn)象的機理,叫做氫離子理論(Hydrogen ion theory),當電解電容承受反向直流電壓的時候,即電解液的陰極承受正向電壓而氧化層承受負電壓,集合在氧化層的氫離子就將穿過介質(zhì)達到介質(zhì)和金屬層的邊界,轉(zhuǎn)化成氫氣,氫氣的膨脹力使得氧化層脫落。 因此電流在擊穿電解液后直接流通電容,電容失效,這個直流電壓非常小,在 1~2V的反向直流電壓作用下,鋁電解電容在幾秒鐘就會因為氫離子效應而立即失效。相反,當電解電容承受正向電壓時候,負離子集結(jié)在氧化層之間,因為負離子的直徑非常大,其并不能擊穿氧化層,所以能承受較高電壓。
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原文標題:為什么鋁電解質(zhì)電容不能承受反向電壓?
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