介电吸收
编辑介电吸收是对长时间充电的电容器在短暂放电时仅不完全放电的效应的名称。虽然理想的电容器在放电后会保持在零伏,但真正的电容器会因延时偶极子放电而产生小电压,这种现象也称为介电弛豫、浸泡或电池作用。对于某些电介质,例如许多聚合物薄膜,产生的电压可能低于原始电压的1-2%,但对于电解电容器来说可能高达15%。由介电吸收产生的端子电压可能会导致电子电路功能出现问题或对人员构成安全风险。为了防止震动,大多数非常大的电容器都带有短路线,在使用之前需要将其移除和/或xxx连接泄放电阻器。当在一端或两端断开时,直流高压电缆也会自行充电至危险电压。
介电吸收理论
编辑对电容器充电(由于电容器极板之间的电压)导致电场施加到电极之间的电介质。该场在分子偶极子上施加扭矩,导致偶极矩的方向与场方向对齐。分子偶极子的这种变化称为定向极化,还会产生热量,导致介电损耗(参见损耗因子)。偶极子取向的时间不会同步地跟随电场,而是会延迟一个时间常数,该时间常数取决于材料。该延迟对应于极化对外部场的滞后响应。当电容器放电时,电场强度减小,分子偶极子的共同取向在弛豫过程中恢复到无向状态。由于滞后现象,在电场的零点处,取决于材料的分子偶极子数量仍沿电场方向极化,而电容器端子处不会出现可测量的电压。这就像剩磁的电气版本。随着时间的推移,定向偶极子会自发放电,电容器电极上的电压将呈指数衰减。所有偶极子的完全放电时间可以是几天到几周,具体取决于材料。这种重新加载的电压可以保持数月,即使在电解电容器中,由常见的现代电容器电介质中的高绝缘电阻引起。电容器的放电和随后的重新加载可以重复多次。
测量
编辑介电吸收是一种早已为人所知的特性。其值可根据IEC/EN60384-1标准进行测量。电容器应在直流电压额定值下充电60分钟。然后将电容器与电源断开并放电10s。15分钟内电容器端子上恢复的电压(恢复电压)即为介质吸收电压。介电吸收电压的大小与所施加电压的百分比有关,并取决于所使用的介电材料。它由许多制造商在数据表中指定。
设计注意事项和安全性
编辑由介电吸收产生的端子电压可能会导致电子电路功能出现问题。对于敏感的模拟电路,例如采样和保持电路、积分器、电荷放大器或高质量音频电路,使用1类陶瓷或聚丙烯电容器代替2类陶瓷电容器、聚酯薄膜电容器或电解电容器。对于大多数电子电路,特别是滤波应用,小的介电吸收电压对电路的适当电气功能没有影响。对于未内置在电路中的非固体电解质的铝电解电容器,其产生的电介质吸收电压可能会带来人身安全风险。电压可能相当大,例如400V电解电容器的电压为50V,并可能导致半导体器件损坏,或在电路中安装时产生火花。较大的铝电解电容器和高压电力电容器在运输和交付时采用短路方式,以消散这种不需要的和可能危险的能量。介电吸收的另一个影响有时被描述为浸透。这表现为泄漏电流的一个分量,它有助于电容器的损耗因数。这种效应直到最近才为人所知:由于现代电容器的性能显着改善,它现在占泄漏电流的比例更大。制造商没有提供双层电容器的数据。
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