קבל אלקטרוליטי
קבל אלקטרוליטי הוא קבל מקוטב המשתמש באלקטרוליט כחומר דיאלקטרי. כתוצאה מכך, לקבלים אלקטרוליטיים קיבול גדול יותר ליחידת נפח מאשר סוגי קבלים אחרים.
מבנה[עריכת קוד מקור | עריכה]
קבלים אלקטרוליטיים עשויים בדרך כלל מטנטלום או מאלומיניום, אם כי ניתן להשתמש בחומרים אחרים.
קבלים אלומיניום עשויים משני רדידי אלומיניום וביניהם נייר ספוּג באלקטרוליט. אחד משני רדידי האלומיניום מכוסה בשכבת תחמוצת, והרדיד הזה משמש כאנודה, בעוד שהרדיד שאינו מצופה משמש כקתודה. במהלך פעולה רגילה, האנודה חייבת להיות במתח חיובי ביחס לקתודה, ולכן הקתודה מסומנת לרוב בסימן מינוס לאורך גוף הקבל. השכבות מגולגלות בצורת ספירלה, ועטופות בקופסה גלילית, עם שני פינים הבולטים ממנו לצורך חיבור הקבל למעגל החשמלי. ישנן שתי גאומטריות נפוצות: צירית ורדיאלית. לקבלים צירים יש פין אחד בכל קצה של הגליל כשכל פין מחובר לרדיד אחר, בעוד שבגאומטריה הרדיאלית שני הפינים ממוקמים באותו קצה של הגליל.
קיטוב[עריכת קוד מקור | עריכה]
כמעט כל הקבלים האלקטרוליטיים מקוטבים, כלומר המתח בהדק החיובי תמיד גבוה מהמתח בהדק השלילי. הקיטוב נוצר בשל המבנה הא-סימטרי שלהם.
הקבלים חייבים להיות מופעלים בקוטביות קבועה בכל עת. מסיבה זו, הקוטביות מסומנת על בית המכשיר. הפעלת מתח בקוטביות הפוכה העולה על 1 או 1.5 וולט, עלולה להרוס את התווך הדיאלקטרי (התחמוצת) ובכך את הקבל. אופי הכשל של קבלים אלקטרוליטיים עלול להיות מסוכן, ולגרום לפיצוץ או לשרפה בשל שחרור מימן בראקציה הכימית בה מתכלה שכבת החמצון.
עם זאת, קיימים גם קבלים אלקטרוליטיים דו-קוטביים הניתנים להפעלה בכל אחת מהקוטביות, תוך שימוש בקונסטרוקציות מיוחדות עם שתי אנודות המחוברות בטור. ניתן גם ליישם קבל אלקטרוליטי דו קוטבי על ידי חיבור שני קבלים אלקטרוליטיים רגילים בטור, אנודה לאנודה או קתודה לקתודה.
פרמטרים טיפוסיים[עריכת קוד מקור | עריכה]
קיבול[עריכת קוד מקור | עריכה]
לקבלים אלקטרוליטיים יש קיבול גדול יותר מלרוב סוגי הקבלים האחרים, בדרך כלל 1µF עד 47mF. סוג מיוחד של קבלים אלקטרוליטיים, הנקראים קבלים דו-שכבתיים או קבלי-על, בעלי קיבול היכול להגיע לאלפי פאראד. הקיבול של קבל אלקטרוליטי מאלומיניום נקבע על ידי מספר גורמים, כגון שטח הלוח ועובי האלקטרוליט. המשמעות היא שקבל בעל קיבול גדול הוא מגושם וגדול ממדים.
היתרון של קיבול גדול בקבלים אלקטרוליטיים מגיע עם כמה חסרונות. בין החסרונות ניתן למנות זרמי זליגה גדולים, טולרנס רחב של הקיבול, התנגדות טורית שוות-ערך (Equivalent Series Resistance - ESR) גבוהה ואורך חיים מוגבל.
מתח מקסימלי[עריכת קוד מקור | עריכה]
לקבלי אלומיניום מתח פעולה מקסימלי של החל מוולט אחד לקבל-על ועד כמה מאות וולט בזרם ישר.
שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]
קבלים אלקטרוליטיים מאלומיניום נמצאים ביישומים רבים כגון ספקי כוח, לוחות אם במחשבים ומכשירי חשמל ביתיים רבים. מכיוון שהם מקוטבים, ניתן להשתמש בהם רק במעגלי זרם ישר.
ישנם יישומים רבים שאינם זקוקים לטולרנס הדוק ולקיטוב AC, אך דורשים ערכי קיבול גדולים. למשל, קבלים אלקטרוליטיים משמשים לסינון מתח היציאה בספקי כוח מזרם חילופין לזרם ישר, כדי להפחית את אדוות המתח. כאשר משתמשים בהם בספקי כוח ממותגים, הם לרוב המרכיב הקריטי המגביל את אורך החיים השמיש של ספק הכוח, ולכן משתמשים שם בקבלים באיכות גבוהה.
קבלים אלקטרוליטיים עשויים לשמש גם בהחלקת קלט ופלט כמסנן מעביר תדירויות נמוכות, או אם האות הוא אות זרם ישר עם רכיב זרם חילופין חלש בהרבה ממנו. עם זאת, קבלים אלקטרוליטיים אינם פועלים היטב עם משרעת מתח גדולה ותדרים גבוהים, בשל ההספק המתפזר בהתנגדות הטורית האקוויוולנטית. ביישומים כאלה, משתמשים בקבלים בעלי התנגדות טורית אקוויוולנטית נמוכה כדי להפחית הפסדים ולהימנע מחימום יתר.
דוגמה אחרת היא השימוש בקבלים אלקטרוליטיים כמסננים במגברי שמע שמטרתם העיקרית היא להפחית המהום רשת אשר ישמע אם יוגבר.
