Mengapa saya bisa memasang kapasitor elektrolitik pada AC?

Saya telah melihat di sana-sini skema dengan kapasitor elektrolitik memakai AC. Dan ini terdengar aneh bagiku.

Kapasitor elektrolit memiliki polaritas, bukan? Jika kita membalikkan polaritas pada DC, hal-hal buruk terjadi. Sejauh yang saya mengerti, AC membalikkan polaritas setiap sekarang (biasanya 50Hz). Mengapa kita bisa meletakkan kapasitor seperti itu di AC tanpa merusaknya?

Contoh:

dari demonstrasi di sini: http://youtu.be/qdXbnhb1bVo?t=5m57s

"Dapat" dan "harus" adalah dua hal. Haruskah kamu melakukan ini? Tidak: penggunaan ini di luar parameter operasi yang ditentukan dari kapasitor elektrolit biasa. Anda sepertinya sudah memahami ini. Bisakah kamu melakukannya? Ya, saat video diperagakan. Untuk memahami mengapa diperlukan beberapa pemahaman tentang apa yang ada di dalam kapasitor.

Kapasitor adalah dua konduktor (biasanya pelat) yang dipisahkan oleh isolator. Semakin banyak luas permukaan, dan semakin dekat bersama mereka, semakin tinggi kapasitansi. Kapasitor elektrolit memiliki film tipis yang tergulung dalam kaleng. Film ini ditutupi lapisan oksida tipis, dan ketipisan lapisan inilah yang memberi kapasitor elektrolitik kapasitansi tinggi relatif terhadap ukurannya.

Lapisan oksida ini dibuat oleh bahan kimia dari bahan dalam kapasitor, dan polaritas tegangan diterapkan pada setiap sisi film. Tegangan yang diterapkan pada arah yang benar membangun dan mempertahankan lapisan oksida. Jika polaritasnya terbalik, lapisan oksida larut.

Jika lapisan oksida larut, Anda tidak lagi memiliki insulator di antara dua pelat kapasitor. Alih-alih dua pelat dipisahkan oleh isolator, Anda memiliki dua pelat yang dipisahkan oleh konduktor. Alih-alih perangkat yang memblokir DC, Anda memiliki perangkat yang menjalankannya. Pada dasarnya, Anda memiliki kawat di dalam kaleng.

Biasanya, ketika Anda menemukan mode kegagalan ini, arus besar mengalir, dengan cepat memanaskan bagian dalam kapasitor. Cairan dan gas yang mengembang menghancurkan lubang pengaman atau kaleng meledak.

Lalu mengapa, apakah kapasitor dalam contoh ini tidak meledak?

Tegangan polaritas terbalik tidak pernah diterapkan terlalu lama, dan tidak pernah tanpa tegangan polaritas yang benar diterapkan segera setelah memperbaiki kerusakan apa pun yang dilakukan.

Lapisan oksida tidak larut secara instan ketika tegangan balik diterapkan; ini membutuhkan waktu. Waktu tergantung pada tegangan yang diberikan, ukuran kapasitor, kimia, dll, tetapi setengah siklus 50 Hz AC mungkin tidak cukup lama untuk menyebabkan kerusakan serius. Ketika separuh siklus lainnya muncul, lapisan oksida dikembalikan.

Setiap gangguan arus sangat dibatasi oleh resistor seri.

Dengan rangkaian resistor tersebut, daya yang tersedia untuk memanaskan kapasitor kecil. Tidak ada cukup daya yang tersedia untuk menghancurkan kapasitor karena sebagian besar energi yang tersedia masuk ke resistor. Mungkin Anda hanya sedikit menghangatkan kapasitor. Ketika tegangan berbalik arah, lapisan oksida dapat terbentuk kembali.

Mungkin Anda masih merusak kapasitor pada akhirnya, sampai batas tertentu, tetapi cukup operasional untuk demonstrasi.

Kemungkinan besar Anda tidak memperhatikan bahwa kapasitor memiliki bias DC dan bahwa puncak terendah dari tegangan yang ada tidak menjadi negatif.

Dalam satu-satunya contoh yang Anda berikan, ada LED di sirkuit. Ingatlah bahwa LED juga merupakan dioda. Ketika ia menempatkan kapasitor secara seri dengan LED, seharusnya mencegah tegangan balik yang signifikan melintasi kapasitor. Ketika kapasitor diletakkan sejajar dengan LED, LED akan mendorong lebih dari beberapa volt membalikkan polaritas di sekitar kapasitor.

Namun yang lebih penting, ini hanya beberapa video dari beberapa pria di internet yang melakukan demo dan tidak berusaha keras. Dia mungkin menyadari kapasitor disalahgunakan dan tidak peduli. Kami juga tidak tahu apakah kapasitor akhirnya mengalami kerusakan.

Jadi secara ringkas, alasan Anda melihat kapasitor elektrolitik yang nampak terbalik adalah:

1. Mereka bukan. Ada bias DC yang tidak Anda perhatikan.

2. Mereka, dan mungkin menjadi rusak, tetapi siapa pun yang melakukannya tidak menyadari ini atau tidak peduli.

3. Anda tidak bisa percaya semua yang Anda lihat di internet.

Ada beberapa kemungkinan jawaban.

Aplikasi elektrolitik yang paling umum dalam aplikasi AC adalah kapasitor kopling pada amplifier AC. Dalam hal ini, biasanya ada bias DC yang jelas melintasi kapasitor (sebagai akibat dari bagaimana tahap penguat individu bias), jadi meskipun itu melewati arus AC, tegangan melintasi kapasitor itu sendiri tidak pernah benar-benar terbalik.

Kedua, ada yang namanya kapasitor elektrolitik non-terpolarisasi yang kadang-kadang digunakan dalam aplikasi frekuensi powerline. Ini memiliki lapisan oksida di kedua piring.

Mengapa saya bisa memasang kapasitor elektrolitik pada AC?

Anda bisa tetapi itu akan merusak kapasitor, mungkin fatal, kecuali dalam kasus sepele.

Contoh yang ditunjukkan tidak banyak membuktikan sama sekali.

Jika Anda menerapkan tegangan balik sederhana ke kapasitor dibandingkan dengan nilai tegangannya, itu mungkin tidak melakukan terlalu banyak kerusakan jika tidak terlalu banyak arus mengalir dan jika tidak dilakukan terlalu lama.

Sejumlah kecil kerusakan yang dilakukan dalam kasus seperti itu mungkin tidak terlihat.

Untuk nilai berlebihan sederhana, terlalu banyak, terlalu banyak dan terlalu lama kapasitor dapat memberi tahu Anda dengan berbagai cara menarik seperti meniup semua bagian dalamnya melalui segel dasar, atau melalui lubang pengaman yang dibentuk oleh alur berbentuk salib di bagian atas. atau hanya dengan merebus atau mengeringkan atau menolak untuk datang ke pesta di masa depan.

Salah satu cara di mana kapasitor elektrolitik dapat digunakan dalam sirkuit AC adalah dengan menempatkan dua seri berlawanan secara polaritas. Setiap kapasitor akan cenderung "menangani" bagian gelombang yang sesuai. Kapasitor bias balik akan melewatkan banyak arus pada tegangan balik rendah dan menggunakan setengah lainnya untuk memblokir tegangan maju DC. Dalam hal ini batas "terlalu banyak" tidak tercapai.