ทำไมฉันถึงต้องใส่ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าใน AC?

ฉันได้เห็นที่นี่และมีแผนผังกับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าวางบน AC และนี่ฟังดูแปลกสำหรับฉัน

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีขั้วใช่ไหม ถ้าเราสลับขั้วของ DC สิ่งไม่ดีจะเกิดขึ้น เท่าที่ฉันเข้าใจ AC กลับขั้วไฟฟ้าทุก ๆ คราว (ปกติ 50Hz) ทำไมเราถึงใส่ตัวเก็บประจุแบบนี้บน AC โดยไม่ทำให้เสียหาย?

ตัวอย่าง:

จากการสาธิตที่นี่: http://youtu.be/qdXbnhb1bVo?t=5m57s

"สามารถ" และ "ควร" เป็นสองสิ่ง คุณควรทำเช่นนี้? ไม่: การใช้งานนี้อยู่นอกพารามิเตอร์การทำงานที่ระบุของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทั่วไป คุณดูเหมือนจะเข้าใจสิ่งนี้แล้ว คุณทำได้มั้ย? ใช่ดังวิดีโอที่แสดง เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมต้องมีความเข้าใจว่ามีอะไรอยู่ในตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุคือตัวนำสองตัว (โดยปกติจะเป็นเพลท) คั่นด้วยฉนวน ยิ่งมีพื้นที่ผิวมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีความจุมากเท่านั้น ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีฟิล์มบางม้วนขึ้นในกระป๋อง ภาพยนตร์เรื่องนี้ถูกปกคลุมด้วยเลเยอร์ออกไซด์บาง ๆ และความบางของชั้นนี้คือสิ่งที่ทำให้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีความจุสูงเมื่อเทียบกับขนาดของมัน

ชั้นออกไซด์นี้ถูกสร้างขึ้นโดยเคมีของวัสดุในตัวเก็บประจุและขั้วของแรงดันที่ใช้กับแต่ละด้านของฟิล์ม แรงดันไฟฟ้าที่นำไปใช้ในทิศทางที่ถูกต้องสร้างและรักษาเลเยอร์ออกไซด์ หากขั้วกลับกันชั้นออกไซด์จะละลาย

ถ้าชั้นออกไซด์ละลายคุณจะไม่มีฉนวนระหว่างตัวเก็บประจุสองแผ่นอีกต่อไป แทนที่จะมีแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นคั่นด้วยฉนวนคุณมีแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นคั่นด้วยตัวนำ แทนที่จะเป็นอุปกรณ์ที่บล็อก DC คุณมีอุปกรณ์ที่ใช้มัน โดยทั่วไปคุณมีลวดในกระป๋อง

โดยปกติเมื่อคุณพบกับโหมดความล้มเหลวกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จะทำความร้อนภายในตัวเก็บประจุอย่างรวดเร็ว ของเหลวที่กำลังขยายตัวและก๊าซจะแตกออกจากช่องระบายความปลอดภัยหรือสามารถระเบิดได้

เหตุใดตัวเก็บประจุในตัวอย่างนี้จึงไม่ระเบิด

แรงดันไฟฟ้าขั้วย้อนกลับจะไม่ถูกนำมาใช้เป็นเวลานานมากและไม่เคยใช้แรงดันไฟฟ้าขั้วที่ถูกต้องที่ใช้ในไม่ช้าหลังจากการซ่อมแซมความเสียหายใด ๆ ที่ทำ

ชั้นออกไซด์จะไม่ละลายทันทีเมื่อใช้แรงดันย้อนกลับ มันต้องใช้เวลา เวลาขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ขนาดของตัวเก็บประจุเคมี ฯลฯ แต่ครึ่งรอบของ 50 Hz AC อาจไม่นานพอที่จะทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรง เมื่ออีกครึ่งหนึ่งของรอบมาถึงชั้นออกไซด์จะถูกเรียกคืน

กระแสไฟฟ้าผิดปกติใด ๆ จะถูก จำกัด อย่างมากโดยตัวต้านทานอนุกรม

ด้วยตัวต้านทานเหล่านั้นในซีรีส์พลังงานที่มีให้ความร้อนของตัวเก็บประจุมีขนาดเล็ก มีพลังงานไม่เพียงพอที่จะทำลายตัวเก็บประจุอย่างรุนแรงเนื่องจากพลังงานส่วนใหญ่ที่มีอยู่จะเข้าสู่ตัวต้านทาน บางทีคุณอาจทำให้ตัวเก็บประจุอุ่นขึ้นเล็กน้อย เมื่อแรงดันย้อนกลับทิศทางชั้นออกไซด์สามารถปฏิรูป

อาจเป็นไปได้ว่าคุณยังคงสร้างความเสียหายกับตัวเก็บประจุในที่สุดในระดับหนึ่ง แต่มันก็ทำงานได้ดีพอสำหรับการสาธิต

เป็นไปได้ว่าคุณไม่ได้สังเกตเห็นว่าตัวเก็บประจุมีอคติ DC และจุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำสุดนั้นไม่ส่งผลลบ

ในตัวอย่างเดียวที่คุณให้มีไฟ LED ในวงจร โปรดจำไว้ว่า LED ยังเป็นไดโอด เมื่อเขาใส่ตัวเก็บประจุแบบอนุกรมกับ LED มันควรจะป้องกันไม่ให้แรงดันย้อนกลับที่สำคัญข้ามตัวเก็บประจุ เมื่อตัวเก็บประจุถูกวางขนานกับ LED, LED จะแบ่งอะไรมากกว่าสองโวลต์กลับขั้วรอบตัวเก็บประจุ

อย่างไรก็ตามที่สำคัญกว่านี้เป็นเพียงวิดีโอจากผู้ชายบางคนทางอินเทอร์เน็ตที่ทำการสาธิตและไม่พยายามที่จะเข้มงวด เขาอาจทราบดีว่าตัวเก็บประจุถูกใช้ในทางที่ผิดและไม่สนใจ เราไม่ทราบด้วยว่าตัวเก็บประจุได้รับความเสียหายในที่สุดหรือไม่

ดังนั้นโดยสรุปเหตุผลที่คุณเห็นตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับคือ:

1. พวกเขาไม่ได้ มีอคติ DC ที่คุณไม่ได้สังเกต

2. พวกเขาเป็นและอาจได้รับความเสียหาย แต่ใครก็ตามที่ทำมันไม่ได้ตระหนักถึงสิ่งนี้หรือไม่สนใจ

3. คุณไม่สามารถเชื่อทุกสิ่งที่คุณเห็นบนอินเทอร์เน็ต

มีคำตอบที่เป็นไปได้สองสามข้อ

แอปพลิเคชันที่พบบ่อยที่สุดของอิเล็กโทรไลต์ซีในแอปพลิเคชัน AC เป็นตัวเก็บประจุเชื่อมต่อในแอมป์ AC ในกรณีนี้มักจะมีอคติ DC ชัดเจนทั่วตัวเก็บประจุ (เนื่องจากขั้นตอนของแต่ละแอมพลิฟายเออร์มีความลำเอียง) ดังนั้นแม้ว่ามันจะผ่านกระแส AC แต่แรงดันในตัวเก็บประจุก็ไม่เคยย้อนกลับ

ประการที่สองมีสิ่งเช่นตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่โพลาไรซ์ซึ่งบางครั้งใช้ในการใช้งานกับความถี่ของสายไฟฟ้า มันมีชั้นออกไซด์บนแผ่นทั้งสอง

ทำไมฉันถึงต้องใส่ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าใน AC?

คุณสามารถทำได้ แต่มันจะทำให้ตัวเก็บประจุเสียหายได้ซึ่งอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ยกเว้นในกรณีเล็กน้อย

ตัวอย่างที่แสดงไม่ได้พิสูจน์อะไรมาก

หากคุณใช้แรงดันย้อนกลับแบบพอประมาณกับตัวเก็บประจุเปรียบเทียบกับระดับแรงดันไฟฟ้าอาจไม่ทำความเสียหายมากเกินไปหากกระแสไม่ไหลมากเกินไปและหากไม่ได้ทำนานเกินไป

ความเสียหายเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในกรณีเช่นนี้อาจไม่ชัดเจน

สำหรับค่าที่มากเกินไปของเจียมเนื้อเจียมตัวมากเกินไปมากเกินไปและนานเกินไปตัวเก็บประจุอาจแจ้งให้คุณทราบด้วยวิธีที่น่าสนใจต่าง ๆ เช่นการเป่าอวัยวะภายในออกจากซีลฐานหรือผ่านช่องระบายความปลอดภัยที่เกิดขึ้นจากร่องรูปไขว้ด้านบน หรือเพียงแค่ต้มหรือทำให้แห้งหรือปฏิเสธที่จะมาปาร์ตี้ในอนาคต

วิธีหนึ่งที่ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสามารถใช้ในวงจร AC ได้คือการใส่สองขั้วในแบบขั้วตรงข้ามกัน ตัวเก็บประจุแต่ละตัวมีแนวโน้มที่จะ "จัดการกับ" ส่วนที่เหมาะสมของรูปคลื่น ตัวเก็บประจุแบบเอนเอียงแบบย้อนกลับจะผ่านกระแสมากที่แรงดันย้อนกลับต่ำและใช้อีกครึ่งหนึ่งเพื่อบล็อกแรงดันไปข้างหน้า DC ในกรณีนี้จะไม่ถึงขีด จำกัด "มากเกินไป"