విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు ఎందుకు పేలుతాయి? అర్థం చేసుకోవలసిన పదం!

1. విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు 

విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు అనేవి ఎలక్ట్రోడ్ పై ఆక్సీకరణ పొర ద్వారా ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క చర్య ద్వారా ఏర్పడిన కెపాసిటర్లు, ఇవి సాధారణంగా పెద్ద సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రోలైట్ అనేది అయాన్లతో సమృద్ధిగా ఉండే ద్రవ, జెల్లీ లాంటి పదార్థం, మరియు చాలా విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు ధ్రువంగా ఉంటాయి, అంటే, పనిచేసేటప్పుడు, కెపాసిటర్ యొక్క సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ ప్రతికూల వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి.

విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల అధిక సామర్థ్యం కూడా అనేక ఇతర లక్షణాల కోసం త్యాగం చేయబడుతుంది, ఉదాహరణకు పెద్ద లీకేజ్ కరెంట్, పెద్ద సమానమైన సిరీస్ ఇండక్టెన్స్ మరియు నిరోధకత, పెద్ద టాలరెన్స్ లోపం మరియు తక్కువ జీవితకాలం.

ధ్రువ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లతో పాటు, ధ్రువేతర విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు కూడా ఉన్నాయి. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో, రెండు రకాల 1000uF, 16V విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు ఉన్నాయి. వాటిలో, పెద్దది ధ్రువేతర, మరియు చిన్నది ధ్రువం.

(నాన్-పోలార్ మరియు పోలార్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లు)

విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ లోపలి భాగం ద్రవ ఎలక్ట్రోలైట్ లేదా ఘన పాలిమర్ కావచ్చు మరియు ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం సాధారణంగా అల్యూమినియం (అల్యూమినియం) లేదా టాంటాలమ్ (టాండలం) కావచ్చు. కిందిది నిర్మాణం లోపల ఒక సాధారణ ధ్రువ అల్యూమినియం ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్, ఎలక్ట్రోడ్ల యొక్క రెండు పొరల మధ్య ఎలక్ట్రోలైట్‌లో ముంచిన ఫైబర్ పేపర్ పొర, అలాగే అల్యూమినియం షెల్‌లో సీలు చేయబడిన సిలిండర్‌గా మార్చబడిన ఇన్సులేటింగ్ కాగితం పొర ఉంటుంది.

(విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ యొక్క అంతర్గత నిర్మాణం)

విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌ను విడదీయడం ద్వారా, దాని ప్రాథమిక నిర్మాణాన్ని స్పష్టంగా చూడవచ్చు. ఎలక్ట్రోలైట్ బాష్పీభవనం మరియు లీకేజీని నివారించడానికి, కెపాసిటర్ పిన్ భాగాన్ని సీలింగ్ రబ్బరుతో బిగిస్తారు.

అయితే, ఈ బొమ్మ ధ్రువ మరియు ధ్రువేతర విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల మధ్య అంతర్గత వాల్యూమ్‌లోని వ్యత్యాసాన్ని కూడా చూపిస్తుంది. అదే సామర్థ్యం మరియు వోల్టేజ్ స్థాయిలో, ధ్రువేతర విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ ధ్రువ కెపాసిటర్ కంటే దాదాపు రెండు రెట్లు పెద్దదిగా ఉంటుంది.

(ధ్రువరహిత మరియు ధ్రువ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల అంతర్గత నిర్మాణం)

ఈ వ్యత్యాసం ప్రధానంగా రెండు కెపాసిటర్ల లోపల ఎలక్ట్రోడ్ల వైశాల్యంలో పెద్ద వ్యత్యాసం నుండి వస్తుంది. నాన్-పోలార్ కెపాసిటర్ ఎలక్ట్రోడ్ ఎడమ వైపున మరియు పోలార్ ఎలక్ట్రోడ్ కుడి వైపున ఉంటుంది. వైశాల్య వ్యత్యాసంతో పాటు, రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మందం కూడా భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు పోలార్ కెపాసిటర్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క మందం సన్నగా ఉంటుంది.

(వివిధ వెడల్పుల విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ అల్యూమినియం షీట్)

2. కెపాసిటర్ పేలుడు

కెపాసిటర్ ద్వారా వర్తించే వోల్టేజ్ దాని తట్టుకునే వోల్టేజ్‌ను మించిపోయినప్పుడు లేదా ధ్రువ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ యొక్క వోల్టేజ్ యొక్క ధ్రువణత తిరగబడినప్పుడు, కెపాసిటర్ లీకేజ్ కరెంట్ బాగా పెరుగుతుంది, ఫలితంగా కెపాసిటర్ యొక్క అంతర్గత వేడి పెరుగుతుంది మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ పెద్ద మొత్తంలో వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

కెపాసిటర్ పేలుడును నివారించడానికి, కెపాసిటర్ హౌసింగ్ పైభాగంలో మూడు పొడవైన కమ్మీలు నొక్కి ఉంచబడతాయి, తద్వారా కెపాసిటర్ పైభాగం అధిక పీడనం కింద విరిగి అంతర్గత పీడనాన్ని విడుదల చేయడం సులభం అవుతుంది.

(విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ పైభాగంలో బ్లాస్టింగ్ ట్యాంక్)

అయితే, ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో కొన్ని కెపాసిటర్లు, టాప్ గ్రూవ్ ప్రెస్సింగ్ అర్హత పొందలేదు, కెపాసిటర్ లోపల ఒత్తిడి కెపాసిటర్ దిగువన ఉన్న సీలింగ్ రబ్బరును బయటకు పంపుతుంది, ఈ సమయంలో కెపాసిటర్ లోపల ఒత్తిడి అకస్మాత్తుగా విడుదలై, పేలుడు ఏర్పడుతుంది.

1, ధ్రువేతర విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ పేలుడు

క్రింద ఉన్న చిత్రంలో 1000uF సామర్థ్యం మరియు 16V వోల్టేజ్ కలిగిన నాన్-పోలార్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ ఉంది. అప్లైడ్ వోల్టేజ్ 18V దాటిన తర్వాత, లీకేజ్ కరెంట్ అకస్మాత్తుగా పెరుగుతుంది మరియు కెపాసిటర్ లోపల ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం పెరుగుతుంది. చివరికి, కెపాసిటర్ దిగువన ఉన్న రబ్బరు సీల్ పగిలిపోతుంది మరియు అంతర్గత ఎలక్ట్రోడ్లు పాప్‌కార్న్ లాగా వదులుగా పగిలిపోతాయి.

(నాన్-పోలార్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ ఓవర్‌వోల్టేజ్ బ్లాస్టింగ్)

ఒక కెపాసిటర్‌కు థర్మోకపుల్‌ను కట్టడం ద్వారా, అనువర్తిత వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ కెపాసిటర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత మారే ప్రక్రియను కొలవవచ్చు. కింది బొమ్మ వోల్టేజ్ పెరుగుదల ప్రక్రియలో ధ్రువేతర కెపాసిటర్‌ను చూపిస్తుంది, అనువర్తిత వోల్టేజ్ తట్టుకునే వోల్టేజ్ విలువను మించినప్పుడు, అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతూనే ఉంటుంది.

(వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధం)

అదే ప్రక్రియలో కెపాసిటర్ ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహంలో మార్పును క్రింద ఉన్న చిత్రం చూపిస్తుంది. అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత పెరగడానికి విద్యుత్ ప్రవాహం పెరుగుదల ప్రధాన కారణమని చూడవచ్చు. ఈ ప్రక్రియలో, వోల్టేజ్ సరళంగా పెరుగుతుంది మరియు విద్యుత్ ప్రవాహం తీవ్రంగా పెరిగేకొద్దీ, విద్యుత్ సరఫరా సమూహం వోల్టేజ్ తగ్గుదలను చేస్తుంది. చివరగా, విద్యుత్ ప్రవాహం 6A దాటినప్పుడు, కెపాసిటర్ పెద్ద శబ్దంతో పేలిపోతుంది.

(వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య సంబంధం)

నాన్-పోలార్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ యొక్క పెద్ద అంతర్గత పరిమాణం మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ పరిమాణం కారణంగా, ఓవర్‌ఫ్లో తర్వాత ఉత్పన్నమయ్యే పీడనం భారీగా ఉంటుంది, ఫలితంగా షెల్ పైభాగంలో ఉన్న పీడన ఉపశమన ట్యాంక్ విరిగిపోదు మరియు కెపాసిటర్ దిగువన ఉన్న సీలింగ్ రబ్బరు ఊడి తెరుచుకుంటుంది.

2, ధ్రువ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ పేలుడు 

ధ్రువ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లకు, ఒక వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. వోల్టేజ్ కెపాసిటర్ యొక్క తట్టుకునే వోల్టేజ్‌ను మించిపోయినప్పుడు, లీకేజ్ కరెంట్ కూడా తీవ్రంగా పెరుగుతుంది, దీని వలన కెపాసిటర్ వేడెక్కి పేలిపోతుంది.

క్రింద ఉన్న బొమ్మ 1000uF సామర్థ్యం మరియు 16V వోల్టేజ్ కలిగిన లిమిటింగ్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌ను చూపిస్తుంది. ఓవర్‌వోల్టేజ్ తర్వాత, అంతర్గత పీడన ప్రక్రియ పై పీడన ఉపశమన ట్యాంక్ ద్వారా విడుదల అవుతుంది, కాబట్టి కెపాసిటర్ పేలుడు ప్రక్రియ నివారించబడుతుంది.

కింది బొమ్మ అనువర్తిత వోల్టేజ్ పెరుగుదలతో కెపాసిటర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఎలా మారుతుందో చూపిస్తుంది. వోల్టేజ్ క్రమంగా కెపాసిటర్ యొక్క తట్టుకునే వోల్టేజ్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, కెపాసిటర్ యొక్క అవశేష ప్రవాహం పెరుగుతుంది మరియు అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతూనే ఉంటుంది.

(వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధం)

పరీక్షా ప్రక్రియలో, వోల్టేజ్ 15V దాటినప్పుడు, కెపాసిటర్ లీకేజ్ తీవ్రంగా పెరగడం ప్రారంభించినప్పుడు, నామమాత్రపు 16V ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ అయిన కెపాసిటర్ యొక్క లీకేజ్ కరెంట్ యొక్క మార్పును ఈ క్రింది బొమ్మ సూచిస్తుంది.

(వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య సంబంధం)

మొదటి రెండు విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల ప్రయోగాత్మక ప్రక్రియ ద్వారా, అటువంటి 1000uF సాధారణ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల వోల్టేజ్ పరిమితిని కూడా చూడవచ్చు. కెపాసిటర్ యొక్క అధిక-వోల్టేజ్ విచ్ఛిన్నతను నివారించడానికి, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, వాస్తవ వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గుల ప్రకారం తగినంత మార్జిన్‌ను వదిలివేయడం అవసరం.

3,శ్రేణిలో విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు

సముచితమైన చోట, సమాంతర మరియు శ్రేణి కనెక్షన్ ద్వారా వరుసగా ఎక్కువ కెపాసిటెన్స్ మరియు ఎక్కువ కెపాసిటెన్స్ తట్టుకునే వోల్టేజ్ పొందవచ్చు.

(అధిక పీడన పేలుడు తర్వాత ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ పాప్‌కార్న్)

కొన్ని అనువర్తనాల్లో, కెపాసిటర్‌కు వర్తించే వోల్టేజ్ AC వోల్టేజ్, స్పీకర్ల కప్లింగ్ కెపాసిటర్లు, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఫేజ్ కాంపెన్సేషన్, మోటార్ ఫేజ్-షిఫ్టింగ్ కెపాసిటర్లు మొదలైనవి, నాన్-పోలార్ ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌లను ఉపయోగించడం అవసరం.

కొంతమంది కెపాసిటర్ తయారీదారులు ఇచ్చిన యూజర్ మాన్యువల్‌లో, సాంప్రదాయ ధ్రువ కెపాసిటర్లను వరుసగా రెండు కెపాసిటర్లను సిరీస్‌లో ఉపయోగించడం, కానీ ధ్రువేతర కెపాసిటర్ల ప్రభావాన్ని పొందడానికి ధ్రువణత వ్యతిరేకం అని కూడా ఇవ్వబడింది.

(ఓవర్‌వోల్టేజ్ పేలుడు తర్వాత విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటెన్స్)

ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్, రివర్స్ వోల్టేజ్, రెండు ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లు బ్యాక్-టు-బ్యాక్ సిరీస్‌లను మూడు నాన్-పోలార్ కెపాసిటెన్స్‌గా వర్తింపజేయడంలో ధ్రువ కెపాసిటర్ యొక్క పోలిక క్రింది విధంగా ఉంది, అనువర్తిత వోల్టేజ్ పెరుగుదలతో లీకేజ్ కరెంట్ మార్పులు.

1. ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ మరియు లీకేజ్ కరెంట్

కెపాసిటర్ ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని శ్రేణిలో ఒక రెసిస్టర్‌ను అనుసంధానించడం ద్వారా కొలుస్తారు. విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ యొక్క వోల్టేజ్ టాలరెన్స్ పరిధిలో (1000uF, 16V), సంబంధిత లీకేజ్ కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య సంబంధాన్ని కొలవడానికి అనువర్తిత వోల్టేజ్ క్రమంగా 0V నుండి పెరుగుతుంది.

(ధనాత్మక శ్రేణి కెపాసిటెన్స్)

కింది బొమ్మ పోలార్ అల్యూమినియం ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ యొక్క లీకేజ్ కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య సంబంధాన్ని చూపిస్తుంది, ఇది 0.5mA కంటే తక్కువ లీకేజ్ కరెంట్‌తో నాన్-లీనియర్ సంబంధం.

(ఫార్వర్డ్ సిరీస్ తర్వాత వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య సంబంధం)

2, రివర్స్ వోల్టేజ్ మరియు లీకేజ్ కరెంట్

అనువర్తిత దిశ వోల్టేజ్ మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ లీకేజ్ కరెంట్ మధ్య సంబంధాన్ని కొలవడానికి అదే కరెంట్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా, అనువర్తిత రివర్స్ వోల్టేజ్ 4V దాటినప్పుడు, లీకేజ్ కరెంట్ వేగంగా పెరగడం ప్రారంభిస్తుందని క్రింద ఉన్న చిత్రం నుండి చూడవచ్చు. కింది వక్రరేఖ యొక్క వాలు నుండి, రివర్స్ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటెన్స్ 1 ఓంల నిరోధకతకు సమానం.

(వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య రివర్స్ వోల్టేజ్ సంబంధం)

3. బ్యాక్-టు-బ్యాక్ సిరీస్ కెపాసిటర్లు

రెండు ఒకేలా ఉండే విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు (1000uF, 16V) వరుసగా ఒకదానికొకటి అనుసంధానించబడి, ధ్రువేతర సమానమైన విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, ఆపై వాటి వోల్టేజ్ మరియు లీకేజ్ కరెంట్ మధ్య సంబంధ వక్రతను కొలుస్తారు.

(ధనాత్మక మరియు ప్రతికూల ధ్రువణత శ్రేణి కెపాసిటెన్స్)

కింది రేఖాచిత్రం కెపాసిటర్ వోల్టేజ్ మరియు లీకేజ్ కరెంట్ మధ్య సంబంధాన్ని చూపిస్తుంది మరియు అనువర్తిత వోల్టేజ్ 4V దాటిన తర్వాత లీకేజ్ కరెంట్ పెరుగుతుందని మరియు కరెంట్ వ్యాప్తి 1.5mA కంటే తక్కువగా ఉందని మీరు చూడవచ్చు.

మరియు ఈ కొలత కొంచెం ఆశ్చర్యకరమైనది, ఎందుకంటే ఈ రెండు బ్యాక్-టు-బ్యాక్ సిరీస్ కెపాసిటర్ల లీకేజ్ కరెంట్ వాస్తవానికి వోల్టేజ్‌ను ముందుకు వర్తింపజేసినప్పుడు ఒకే కెపాసిటర్ యొక్క లీకేజ్ కరెంట్ కంటే ఎక్కువగా ఉందని మీరు చూస్తారు.

(ధనాత్మక మరియు ఋణాత్మక శ్రేణుల తర్వాత వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య సంబంధం)

అయితే, సమయాభావం కారణంగా, ఈ దృగ్విషయానికి పునరావృత పరీక్ష జరగలేదు. బహుశా ఉపయోగించిన కెపాసిటర్లలో ఒకటి ఇప్పుడే రివర్స్ వోల్టేజ్ పరీక్ష యొక్క కెపాసిటర్ అయి ఉండవచ్చు మరియు లోపల నష్టం జరిగి ఉండవచ్చు, కాబట్టి పైన పేర్కొన్న పరీక్ష వక్రత ఉత్పత్తి చేయబడింది.