Привет тебе мой Любопытный читатель!
Поверхностные и школьные знания не всегда могут дать полную картину знаний о предметах и явлениях нас окружающих. По этой простой причине часто возникают заблуждения и мифы в которые старательно верят до тех пор пока не "упрутся носом" в факты отрицать которые просто глупо.
Ярким примером такого заблуждения и мракобесия вызванного незнанием стал, опубликованный недавно, видеоролик продемонстрировавший выпрямительные (вентильные) свойства танталовых и ниобиевых электролитических конденсаторов серии 53.
Увидеть уровень знаний молодежи ХХ1 века вы можете в комментариях по этой ссылке "ССЫЛКА"
Приведу лишь некоторые :
"Ученых учить = Дурака дурить!" так что давайте постепенно разберемся в этом простом , но забавном вопросе вызывающем такие междометия.
Обратимся для начала к Великому Мозгу Интернета - вот что гласит заОблачная мудрость: Ищем описание на К53 и видим - Конденсаторы К53-18 оксидно- полупроводниковые танталовые полярные. Выпускаются в цилиндрических металлических герметизированных корпусах.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ !
Как ни читай даташиты и "радиоэлектронные буквари" все равно получится "оксидно- полупроводниковые танталовые полярные".
Что означает полупроводниковые ?
При производстве конденсатора формируется диэлектрик. Это делается с помощью электрохимического окисления. Меняя величину приложенного напряжения, формируют необходимую толщину слоя диэлектрика.
На пористой поверхности танталового анода образуется тончайшая плёнка диэлектрика – пентаоксида тантала Ta2 O5.
Благодаря этому оксиду удаётся получить очень тонкую и непроводящую плёнку. Знайте, что диэлектрик Ta2 O5 имеет аморфную структуру и не проводит ток. НО! Существует кристаллический Ta2 O5, но в отличие от аморфного он является проводником. Запомним эту особенность.
Уточню: Рассказ идет о старых советских танталовых и ниобиевых конденсаторах с военной приемкой отмеченной ромбом на корпусе.
Итак, что имеем: Аморфный диэлектрик и Проводящие кристаллы. Но, разве это повод делать из конденсаторов выпрямитель ? Конечно нет!
Поводом послужит ЗНАНИЕ ПРИНЦИПОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ БАРЬЕРА ШОТКИ.
И вновь обратимся к заОблачным знаниям с вопросом ....
Барье́р Шо́ттки или Шо́тки , (англ. Schottky barrier) — потенциальный барьер , появляющийся в приконтактном слое полупроводника, граничащего с металлом, равный разности работ выхода (энергий, затрачиваемых на удаление электрона из твёрдого тела или жидкости в вакуум)...
Но ведь тут говорится о приконтактном слое полупроводника , а не о аморфном диэлектрике , откуда полупроводник ?
Вот тут нам поможет знание работы обыкновенных выпрямительных кремниевых диодов в которых полупроводник при напряжениях менее 0,4 вольта является диэлектриком и не пропускает ток. Но, стоит только повысить напряжение до нужного уровня и диод начинает работать вентилем, пропуская ток в одном направлении.
Именно по этому танталовые и ниобиевые конденсаторы серии К53 это оксидно- полупроводниковые полярные.
Полярность танталовых конденсаторов определяет и их такое странное поведение как разницу в емкости при измерении в прямом и обратном направлении.
Этот удивительный факт настолько поразил аудиторию "радио-филов", что ролик получил сразу два страйка и был сброшен из выдачи.
Не верить своим глазам и банальным истинам - удел современного радиолюбительства.
Но никогда не нужно равнять всех под одну гребенку! Среди моих зрителей и читателей есть на мало ГРАМОТНЫХ И УМЕЛЫХ людей, способных самостоятельно проверить и понять смысл увиденного.
Похвалы приятны , но больше мне по душе слова от жестких критиков которые могут объяснить своими словами и понятиями суть явлений, наблюдаемых мною. Замечания одного из таких людей я хочу привести дословно.
...Любые два разнородных электрода в электролите проводят ток в разных направлениях по разному, то есть, в той или иной степени являются "диодами". Для некоторых разница будет в доли процента, а для некоторых и тысячи процентов. Абсолютно так же ведут себя любые электролитические конденсаторы.
Танталовые - нимало не исключение. Просто у традиционных конденсаторов обратное сопротивление побольше и они потребуют напряжения повыше, чтобы эффект стал заметен, но поверьте, если вы попробуете использовать электролиты (в том числе и танталовые) в качестве выпрямительных диодов и по ним начнет течь этот обратный ток, который собственно вам и нужен, вы очень быстро об этом пожалеете. Мало того, что этот обратный ток электролитически растворит диэлектрик и конденсатор перестанет быть конденсатором. Во время прохождения обратного тока конденсатор нагреется и бабахнет.
При всей склонности Дмитрия к мистификации публики, он иногда говорит правду :-) Вот и в данном случае он нисколько не соврал.
И, кстати, он же показал вам эффект пропускания тока только в одну сторону.
Тестера вам не достаточно? Не думаю, что он последует вашим призывам и побежит за осциллографом, поэтому я сам только что собрал мостик из четырех таких конденсаторов (вы поняли, почему именно мостик, а не просто один диод?), и посмотрел осциллографом, что на выходе. Вот вам картинка - я для удобства сложил две картинки: слева переменное напряжение выключено, справа включено.
Осциллограф с открытым входом, то есть показывает уровень постоянного напряжения, слева уровень нуля, когда на мост ничего не подается, справа - на мост подан 1 вольт переменного напряжения. Больше я подавать побоялся, чтобы не взорвать конденсаторы.
Надеюсь, вы не будете оспаривать, что это таки постоянный ток?
Если не поняли почему мостик, объясняю: один конденсатор действительно пропустил бы переменный ток на фоне которого его диодные свойства были бы не заметны. А вот четыре конденсатора давали взаимно противоположные фазы на выходе, которые взаимно уничтожались и оставалась только постоянная составляющая.
Из-за наличия емкостей фронты полуволн сглажены, они больше напоминают синусоиду, тем не менее это однополярная "синусоида", примерно 150 милливольт.
Четыре не электролитических конденсатора дали бы на выходе 0 вольт.
ТАК ЧТО НЕТ НИЧЕГО УДИВИТЕЛЬНОГО В СУЩЕСТВОВАНИИ СХЕМЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ ИЗ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ
Это схема однополупериодного выпрямителя, в котором С1 - конденсатор фильтра, а вместо полупроводникового диода использован конденсатор С2. При положительной полуволне переменного напряжения на входе конденсатор С2 пропускает ток и заряжает конденсатор С1, при отрицательной - запирается, и конденсатор С1 сохраняет (в отсутствие активной нагрузки) напряжение, частично разряжаясь при ее наличии и вновь заряжаясь в следующем цикле.
Конденсатор С2, выполняющий роль полупроводникового диода при переполюсовке, сохраняет емкостные свойства при прямом включении, и схема выпрямителя приобретает схожесть со специальной схемой, применяемой для восстановления разряженных элементов питания, в которой диод шунтируется конденсатором.
В схеме однополупериодного выпрямителя емкость С1 желательно взять примерно в 10 раз выше емкости конденсатора С2, но уже при трехкратном превышении емкости ток через нагрузку в обратном направлении не течет.
Заключение
Для чего нужен выпрямитель из танталовых конденсаторов в эпоху когда все продается не за дорого?
Да затем же, что и микроскоп для мальчишки - "Можно микробов посмотреть, а можно и гвозди позабивать"... если не поняли аллегорию поясню - Ради любопытства!
И такой любопытный я не один, - огромный по затратам и ресурсам "Коллайдр" создан не для проращивания семян огурцов, а для удовлетворения человеческого любопытства.
Так что мои "игрушки" малость по дешевле, да и на кухне умещаются! =)
