電解コンデンサをACに配置できるのはなぜですか？

私はあちこちで電解コンデンサをACに接続した回路図を見てきました。そして、これは私には奇妙に聞こえます。

電解コンデンサには極性がありますよね？DCの極性を反転させると、悪いことが起こります。私の知る限り、ACは時々極性を反転させます（通常50Hz）。このようなコンデンサを損傷せずにACに配置できるのはなぜですか？

例：

ここのデモから：http : //youtu.be/qdXbnhb1bVo?t=5m57s

「できる」と「すべき」は2つのことです。これをする必要がありますか？いいえ：この使用は、通常の電解コンデンサの指定された動作パラメータの範囲外です。あなたはすでにこれを理解しているようです。それできますか？はい、ビデオが示すように。理由を理解するには、コンデンサの内容をある程度理解する必要があります。

コンデンサは、絶縁体で分離された2つの導体（通常はプレート）です。表面積が大きくなり、それらが互いに近くなるほど、静電容量が大きくなります。電解コンデンサは、缶の中に薄いフィルムが巻かれています。このフィルムは薄い酸化物層で覆われており、この層の薄さが電解コンデンサにそのサイズに比べて高い静電容量を与えます。

この酸化物層は、コンデンサ内の材料の化学的性質と、フィルムの各面に印加される電圧の極性によって作成されます。正しい方向に印加された電圧により、酸化物層が構築および維持されます。極性が反転すると、酸化物層が溶解します。

酸化物層が溶解すると、コンデンサの2つのプレート間に絶縁体がなくなります。絶縁体で分離された2つのプレートの代わりに、導体で分離された2つのプレートがあります。DCをブロックするデバイスの代わりに、それを実行するデバイスがあります。基本的に、缶の中にワイヤーがあります。

通常、この障害モードが発生すると、大電流が流れ、コンデンサの内部が急速に加熱されます。膨張する流体とガスが安全ベントを破裂させるか、缶が爆発します。

なぜ、この例のコンデンサは爆発しないのですか？

逆極性電圧が非常に長い間印加されることはなく、損傷が修復された直後に正しい極性電圧が印加されることはありません。

逆電圧が印加されると、酸化物層はすぐには溶解しません。時間がかかる。時間は、印加される電圧、コンデンサのサイズ、化学的性質などに依存しますが、50 Hz ACの半サイクルではおそらく深刻な損傷を引き起こすほど長くはありません。サイクルの残りの半分が来ると、酸化物層が復元されます。

障害電流は、直列抵抗によって大幅に制限されます。

これらの抵抗を直列に接続すると、コンデンサを加熱するのに利用できる電力は小さくなります。利用可能なエネルギーの大部分が抵抗に流れるため、コンデンサを壊滅的に破壊するのに十分な電力が利用できないだけです。おそらく、コンデンサを少し暖めるだけです。電圧が逆方向になると、酸化物層が再形成されます。

おそらく最終的にはある程度コンデンサーを損傷しますが、デモンストレーションには十分に機能します。

ほとんどの場合、コンデンサにはDCバイアスがあり、コンデンサの両端の電圧の最低ピークは負にならないことに気付いていません。

指定した唯一の例では、回路にLEDがあります。LEDはダイオードでもあることに注意してください。彼がLEDと直列にコンデンサを入れたとき、それはコンデンサにかかる大きな逆電圧を防ぐはずでした。コンデンサをLEDと並列に配置すると、LEDはコンデンサの周囲で数ボルト以上の極性が逆になります。

しかし、もっと重要なことは、これはインターネット上でデモを行っている人からのビデオであり、厳密にしようとしているわけではないということです。彼は、コンデンサが多少乱用されていて気にしないことを知っていたかもしれません。また、コンデンサが最終的に何らかの損傷を受けたかどうかもわかりません。

要約すると、電解コンデンサが明らかに逆電圧になっている理由は次のとおりです。

1. そうではありません。あなたが気づかなかったDCバイアスがあります。

2. 彼らはダメージを受けているかもしれませんが、それをしている人は誰もこれを認識しないか気にしません。

3. インターネットで見るものすべてを信じることはできません。

可能な答えがいくつかあります。

ACアプリケーションでの電解の最も一般的な用途は、ACアンプのカップリングコンデンサです。この場合、通常、コンデンサー全体に明確なDCバイアスが存在するため（個々のアンプステージのバイアス方法の結果として）、AC電流が流れていても、コンデンサー自体の電圧は実際には反転しません。

第二に、電力線周波数アプリケーションで時々使用される無極性電解コンデンサなどがあります。両方のプレートに酸化物層があります。

電解コンデンサをACに配置できるのはなぜですか？

あなたはできますが、些細な場合を除いて、致命的な可能性があるコンデンサを損傷します。

示されている例は、あまり多くを証明していません。

コンデンサにその電圧定格と比較して適度な逆電圧を印加する場合、あまり多くの電流が流れない場合、およびあまり長く行わない場合、あまり大きな損傷を与えない可能性があります。

このような場合に発生するわずかな損傷は明らかではない場合があります。

控えめな、大きすぎる、大きすぎる、長すぎる値の場合、コンデンサは、ベースシールまたは上部の十字形の溝によって形成された安全ベントを通して内部を吹き飛ばすなど、さまざまな興味深い方法であなたに知らせることができますまたは、沸騰したり、乾燥したり、将来パーティーに来ることを拒否したりするだけです。

電解コンデンサをAC回路で使用できる1つの方法は、2つの直列の極性を反対にすることです。各コンデンサは、波形の適切な部分を「扱う」傾向があります。逆バイアスされたコンデンサは、低い逆電圧で多くの電流を流し、残りの半分を使用して順方向電圧DCをブロックします。この場合、「多すぎる」制限に達していません。