加入的Na2SO4 在电化学上叫支持电解质,它在溶剂中完全电离,作用是以它的离子在电场中的定向移动,来代替待测物质离子的定向移动。[1]铝电解电容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸等4层重叠卷绕而成。那么我们为什么要这样做呢?原因有很多,增加导电性是其基本任务,对于你说的这个例子,理解到增加导电性其实一般也就是够了,不否
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加入的Na2SO4 在电化学上叫支持电解质,它在溶剂中完全电离,作用是以它的离子在电场中的定向移动,来代替待测物质离子的定向移动。[1]铝电解电容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸等4层重叠卷绕而成。那么我们为什么要这样做呢?原因有很多,增加导电性是其基本任务,对于你说的这个例子,理解到增加导电性其实一般也就是够了,不否认这话有些敷衍性。实在是因为如果说的更细就比较复杂了,需要对电路,电容,极化,电还原氧化以及电化学扩散控制有一些认识。我自认为是在电化学方面还有研究,愿意给你讲讲这里的故事,希望你仔细阅读并理解。
我们知道,两根带电的电极放在溶液里,就会形成电场,电场会驱动溶液里的带电粒子。④改进电解液特性的添加物,如防止铝氧化膜发生水合作用的磷酸或其盐,吸收氢等,提高电解液闪火电压的乙烯氧化物。这个过程比电化学反应容易的多,是电场和带电粒子的本质属性,发生的优先级也是。就比如你说的这个例子,如果没有加Na2SO4,如果这时候电极两端的电压(比如0.8 V吧)不足以电解水,电场会驱动水里的氢离子和氢氧根离子(~10-7M) 分别往阴阳极移动。什么时候停止呢?一直到要到阴阳两极聚集的氢离子和氢氧根离子浓度,大到能够抵消掉这0.8 V的电场为止(带正电的氢离子去中和阴极,带负电的氢氧根去中和阳极)。因为水中的氢离子和氢氧根离子太少,这个过程会很慢,可能需要几分钟才能完成,取决于电极间的距离。但如果这里时候,加入一定浓度的 Na2SO4,应该几十秒就能搞定,因为浓度大嘛。这就是我们说的增加导电性,在这里浪费如此篇幅,就是想告诉你,不发生电化学反应的离子,通电后在电解液里都在干什么。是的,它们不放电,也不吸电,就是靠着自己的移动,去把加在溶液里的电场抵消掉,就是直流电路里给电容器充电的过程。
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有极性电容和无极性电容原理上相同,都是存储电荷和释放电荷;极板上的电压(这里把电荷积累的电动势叫电压)不能突变。 区别在于介质的不同、性能不同、容量不同、结构不同致使用环境和用途也不同。电容器在电场作用下消耗的能量,通常用损耗功率和电容器的无功功率之比,即损耗角的正切值表示(在电容器的等效电路中,串联等效电阻ESR同容抗1/ωC之比称之为Tanδ,这里的ESR是在120Hz下计算获得的值。反过来讲,人们根据生产实践需要,实验制造了各种功能的电容器来满足各种电器的正常运行和新设备的运转。随着科学技术的发展和新材料的发掘,更、多样化的电容器会不断涌现。 1、介质不同 介质是什么东西 说穿了就是电容器两极板之间的物质。有极性电容大多采用电解质做介质材料,通常同体积的电容有极性电容容量大。另外,不同的电解质材料和工艺制造出的有极性电容同体积的容量也会不同。再有就是耐压和使用介质材料也有密切关系。无极性电容介质材料也很多,大多采用金属氧化膜、涤纶等。由于介质的可逆或不可逆性能决定了有极、无极性电容的使用环境。 2、性能不同 性能就是使用的要求,需求化就是使用的要求。如果在电视机里电源部分用金属氧化膜电容器做滤波的话,而且要达到滤波要求的电容器容量和耐压。机壳内恐怕也就只能装个电源了。所以作为滤波只能使用有极性电容,有极性电容是不可逆的。就是说正极必须接高电位端,负极必须接低电位端。一般电解电容在1微法拉以上,做偶合、退偶合、电源滤波等。无极性电容大多在1微法拉以下,参与谐振、偶合、选频、限流、等。当然也有大容量高耐压的,多用在电力的无功补偿、电机的移相、变频电源移相等用途上。无极性电容种类很多,不一一赘述。
电容器充放电的特点及规律是怎样的根据上面所得到的电容器的充放电时UC、IC的数据和曲线,可以归纳出几点很有实用价值的规律。上海衡丽①电容器的充放电是需要时间的。从公式可得知额定电压愈高,漏电流也愈大,因此降低工作电压亦可降低漏电流。这是由于电容器的充放电过程,实质是电容器上电荷的积累和消散的过程,由于电荷量的变化是需要时间的,所以充放电也是需要时间的。②在充电的开始阶段,充电电流较大,u上升较快,随着的增长,充电电流逐渐减小,且u的上升速度变缓,而向着电源电压E趋近。从理论上来说,要使电容器完全充满,完成充电的全过程是需要无限长的时间的。但从中可以看到,在t=15s时,u=9.5V,已达到E的95%;在t=25s时,u=9.93V,实际上已经可以认为电容器基本上充满,充电过程已基本上结束。同样,在放电的开始阶段,电压UC及电流IC的变化也是较快的,而后期变的缓慢。在t=15s时,u=0.5V,仅为E的5%;在t=25s时,u=0.07V,此时可以认为电容器的电荷基本放光,完成了放电过程。总之,在分析实际问题时,可以认为电容器的充放电过程所需的时间是有限的。这就是说,对于上述实验电路,电容器自充、放电开始后15s~25s,从工程的观点看就完全可以认为充、放电已经结束。③在电容器刚刚开始充电或刚刚开始放电的瞬间,电容器的端电压及贮存的电荷Q都将保持着充、放电开始之前的数值。例如,充电前电容器的电压u=0V,则开始充电的瞬间UC仍保持为0V;而放电前如果