Mitä kalvokondensaattoreiden absorptiokerroin tarkoittaa? Onko mitä pienempi se on, sitä parempi?

Ennen kuin esittelemme kalvokondensaattoreiden absorptiokertoimen, tarkastellaanpa, mikä on dielektrinen materiaali, dielektrisen materiaalin polarisaatio ja kondensaattorin absorptioilmiö.

Dielektrinen

Dielektrinen aine on sähköä johtamaton aine eli eriste, jolla ei ole sisäistä varausta ja joka voi liikkua. Jos dielektrinen aine asetetaan sähköstaattiseen kenttään, dielektristen atomien elektronit ja ytimet tekevät "mikroskooppisen suhteellisen siirtymän" atomialueella sähkökentän voiman vaikutuksesta, mutta eivät "makroskooppista liikettä" poispäin atomista, johon ne kuuluvat, kuten johtimen vapaat elektronit. Kun sähköstaattinen tasapaino saavutetaan, dielektrisen aineen sisällä oleva kentänvoimakkuus ei ole nolla. Tämä on tärkein ero dielektristen ja johtimien sähköisten ominaisuuksien välillä.

Dielektrinen polarisaatio

Käytetyn sähkökentän vaikutuksesta dielektrisen materiaalin sisään ilmestyy sähkökentän suunnassa makroskooppinen dipolimomentti, ja dielektrisen materiaalin pinnalle ilmestyy sidottu varaus, joka on dielektrisen materiaalin polarisaatio.

Absorptioilmiö

Kondensaattorin lataus- ja purkausprosessissa esiintyy viiveilmiötä, joka johtuu dielektrisen materiaalin hitaasta polarisaatiosta sähkökentän vaikutuksesta. Yleinen käsitys on, että kondensaattorin on latauduttava täyteen välittömästi, mutta se ei täyty välittömästi; kondensaattorin on vapautettava varaus kokonaan, mutta se ei vapaudu, ja viiveilmiö ilmenee.

Kalvokondensaattorin absorptiokerroin

Kalvokondensaattoreiden dielektristä absorptioilmiötä kuvaavaa arvoa kutsutaan absorptiokertoimeksi, ja sitä kuvataan Ka:lla. Kalvokondensaattoreiden dielektrinen absorptiovaikutus määrittää kondensaattoreiden matalataajuiset ominaisuudet, ja Ka-arvo vaihtelee suuresti eri dielektristen kondensaattoreiden välillä. Mittaustulokset vaihtelevat saman kondensaattorin eri testiajoilla; Ka-arvo vaihtelee myös saman spesifikaation omaavien, eri valmistajien ja eri erien kondensaattoreiden välillä.

Joten nyt on kaksi kysymystä-

K1. Onko kalvokondensaattoreiden absorptiokerroin mahdollisimman pieni?

K2. Mitä haittavaikutuksia suuremmalla absorptiokertoimella on?

A1:

Sähkökentän vaikutuksesta: mitä pienempi Ka (sitä pienempi absorptiokerroin) → sitä heikompi on dielektrisen materiaalin (eli eristeen) polarisaatio → sitä pienempi on dielektrisen pinnan sitomisvoima → sitä pienempi on dielektrisen materiaalin vetovoima varaukseen → sitä heikompi on kondensaattorin absorptioilmiö → kondensaattori latautuu ja purkautuu nopeammin. Ideaalitila: Ka = 0, eli absorptiokerroin on 0, dielektrisellä materiaalilla (eli eristeellä) ei ole polarisaatioilmiötä sähkökentän vaikutuksesta, dielektrisellä pinnalla ei ole vetovoimaa varaukseen, eikä kondensaattorin varaus- ja purkausvasteella ole hystereesiä. Siksi kalvokondensaattorin absorptiokerroin on mitä pienempi, sitä parempi.

A2:

Liian suuren Ka-arvon omaavan kondensaattorin vaikutus eri piireihin ilmenee eri muodoissa seuraavasti.

1) Differentiaalipiireistä tulee kytkettyjä piirejä

2) Saha-aaltopiiri tuottaa lisääntyneen saha-aallon paluusignaalin, joten piiri ei voi palautua nopeasti

3) Rajoittimet, puristimet, kapea pulssilähdön aaltomuodon vääristymä

4) Erittäin matalataajuisen tasoitussuodattimen aikavakio kasvaa suureksi

(5) Tasavirtavahvistimen nollapiste on häiriintynyt, yksisuuntainen ajautuminen

6) Näytteenotto- ja pitopiirin tarkkuus heikkenee

7) Lineaarivahvistimen DC-toimintapisteen ajautuminen

8) Lisääntynyt aaltoilu virtalähteen piirissä

Kaikki edellä mainittu dielektrisen absorptiovaikutuksen suorituskyky on erottamaton osa kondensaattorin "inertian" olemusta, eli että määrätyssä ajassa latausta ei tapahdu odotettuun arvoon, ja päinvastoin, purkaus tapahtuu myös.

Suuremman Ka-arvon omaavan kondensaattorin eristysresistanssi (tai vuotovirta) eroaa ideaalisen kondensaattorin (Ka=0) resistanssista siten, että se kasvaa pidemmän testiajan myötä (vuotovirta pienenee). Kiinassa määritelty virran testiaika on yksi minuutti.