Apakah Hayat Perkhidmatan dan Kebolehpercayaan Kapasitor?

Kapasitor adalah elemen penting dalam kebanyakan reka bentuk litar, tetapi ia juga boleh menjadi bahagian yang mahal dalam sistem. Inilah sebabnya, apabila membeli komponen untuk peranti elektronik, adalah penting untuk mengetahui hayat perkhidmatan dan kebolehpercayaan pelbagai jenis kapasitor.

Kapasitor ialah peranti yang menyimpan cas elektrik, terdiri daripada konduktor yang dipisahkan oleh bahan penebat yang dipanggil 'dielektrik'. Ini boleh menjadi udara, kertas, plastik, mika atau seramik. Dielektrik mempunyai beberapa sifat yang penting dalam reka bentuk kapasitor, dan sifat ini mempengaruhi berapa banyak kapasitansi yang boleh dicapai oleh kapasitor.

Jenis kapasitor yang paling biasa ialah kapasitor elektrolitik aluminium, yang dibina daripada dua kerajang aluminium pengalir, satu daripadanya mempunyai lapisan oksida penebat, dan pengatur jarak yang direndam dalam elektrolit cecair konduktif. Ini digulung, diletakkan dalam selongsong silinder dan dipasang dengan dua pin sambungan, atau kaki.

Tudung ini terpolarisasi, bermakna mana-mana voltan DC yang dikenakan merentasinya mesti diorientasikan mengikut tanda positif atau negatif pada badannya. Ia murah untuk dihasilkan, dan, tidak seperti kebanyakan jenis kapasitor lain, adalah kecil secara fizikal untuk jumlah kapasitans yang mereka sediakan.

Hayat perkhidmatan mereka biasanya 15 tahun atau lebih, dan mereka biasanya boleh digunakan semula untuk masa yang lama selepas itu. Selalunya, mereka akan kehilangan sebahagian daripada kapasitansi terkadar mereka, disebabkan oleh penyejatan elektrolit, tetapi mereka masih boleh digunakan.

Dalam litar audio, penggunaan kapasitor yang paling biasa adalah untuk tiga fungsi: menggandingkan voltan DC daripada satu output elemen litar kepada yang lain; nyahgandingan dan menyimpan rel bekalan kuasa; dan litar pemilihan frekuensi seperti penapis dan penyama. Dalam aplikasi ini ia bertindak sebagai 'penyekat' aliran arus DC yang sangat berkesan, mengurangkan kesan gangguan yang boleh mengganggu kualiti isyarat audio dengan memperkenalkan sejumlah besar hingar kepada sistem.

Ia juga bertindak sebagai 'penapis' dengan mengurangkan kesan isyarat frekuensi rendah dan, kadangkala, meningkatkan tindak balas frekuensi yang lebih tinggi untuk menjadikan isyarat ini lebih mudah untuk penguat menghasilkan semula. Ia digunakan dalam pelbagai litar yang berbeza, dan boleh didapati dalam pelbagai jenis peranti daripada radio tiub kepada komputer dan peralatan audio.

Hayat perkhidmatan kapasitor bergantung kepada beberapa faktor, termasuk bahan ia diperbuat daripada, penggunaannya dan suhu ambien di mana ia disimpan atau dikendalikan. Ia juga dipengaruhi oleh pemanasan tempatan, DC kekutuban songsang dan lonjakan arus, dan penggunaan arus riak dalam litar.

Secara umumnya, kapasitor elektrolitik lebih mudah terdedah kepada degradasi berbanding bukan elektrolitik, dan ESR (rintangan siri setara dalaman) mereka cenderung meningkat apabila mereka semakin tua. Ini kerana penebat pada elektrolitik adalah lebih nipis dan mempunyai luas permukaan yang lebih besar daripada rakan bukan elektrolitiknya, yang menjadikannya lebih terdedah kepada arus bocor.

Walau bagaimanapun, bekalan kuasa yang direka dengan baik boleh memanjangkan jangka hayat penutup elektrolitik dengan menghalang haba daripada terkumpul padanya. Di sinilah idea yang baik untuk menggunakan bekalan kuasa yang mempunyai ciri perlindungan terbina dalam untuk mengelakkan pelarian haba, dan untuk menggantikan mana-mana elektrolitik yang telah mencapai akhir hayat perkhidmatannya apabila ia diperlukan.