Hva er levetiden og påliteligheten til kondensatorer?

Kondensatorer er et viktig element i mange kretsdesign, men de kan også være en kostbar del av et system. Dette er grunnen til at når du kjøper komponenter til en elektronisk enhet, er det viktig å vite hva levetiden og påliteligheten er for ulike kondensatortyper.

En kondensator er en enhet som lagrer elektrisk ladning, som består av ledere atskilt av et isolerende materiale kalt 'dielektrisk'. Dette kan være luft, papir, plast, glimmer eller keramikk. Dielektrikumet har en rekke egenskaper som er viktige i utformingen av en kondensator, og disse egenskapene påvirker hvor mye kapasitans kondensatoren kan oppnå.

Den vanligste typen kondensator er elektrolytkondensatoren i aluminium, som er konstruert av to ledende aluminiumsfolier, hvorav den ene har et isolerende oksidlag, og en avstandsholder fuktet i ledende flytende elektrolytt. Denne rulles sammen, legges i et sylindrisk hus og monteres med to koblingsstifter, eller ben.

Disse hettene er polariserte, noe som betyr at alle likespenninger som påføres over dem må være orientert i samsvar med de positive eller negative merkene på kroppen. De er billige å produsere, og i motsetning til de fleste andre typer kondensatorer, er de fysisk små for mengden kapasitans de gir.

Levetiden deres er vanligvis 15 år eller mer, og de kan vanligvis gjenbrukes i lang tid etter det. Ofte vil de ha mistet noe av sin nominelle kapasitans, på grunn av fordampning av elektrolytten, men de vil fortsatt være brukbare.

I lydkretser er den vanligste bruken av kondensatorer for tre funksjoner: kobling av likespenning fra ett kretselements utgang til en annen; frakobling og lagring av strømforsyningsskinner; og frekvensselektive kretser som filtre og equalizere. I disse applikasjonene fungerer de som en veldig effektiv "blokkering" av likestrømsflyt, og reduserer effekten av interferens som kan forstyrre lydsignalkvaliteten ved å introdusere en stor mengde støy til systemet.

De fungerer også som et "filter" ved å redusere effekten av lavfrekvente signaler og noen ganger forbedre responsen til høyere frekvenser for å gjøre disse signalene lettere for forsterkeren å reprodusere. De brukes i en rekke forskjellige kretsløp, og kan finnes i mange typer enheter fra rørradioer til datamaskiner og lydutstyr.

Levetiden til en kondensator avhenger av flere faktorer, inkludert materialet den er laget av, dens bruk og omgivelsestemperaturen den lagres eller brukes ved. Det er også påvirket av lokal oppvarming, omvendt polaritet DC og strømstøt, og bruken av krusningsstrømmer i en krets.

Generelt sett er elektrolytiske kondensatorer mer utsatt for nedbrytning enn ikke-elektrolytiske, og deres ESR (intern ekvivalent seriemotstand) har en tendens til å øke når de eldes. Dette er fordi isolatorene på elektrolytikk er tynnere og har større overflatearealer enn deres ikke-elektrolytiske motstykker, noe som gjør dem mer utsatt for lekkasjestrøm.

En godt utformet strømforsyning kan imidlertid forlenge levetiden til elektrolytiske hetter ved å hindre at varme bygger seg opp på dem. Det er her det er lurt å bruke en strømforsyning som har innebygde beskyttelsesfunksjoner for å forhindre termisk løping, og å erstatte eventuelle elektrolytiske midler som har nådd slutten av levetiden når det blir nødvendig.