电解电容器的特点是电容量大,和其他种类的电容器比较起来,在相同的容量时,它的体积却要小得多,但是耐压不太高, 最高可达500伏左右,漏电流比较大。因此适用在需要电容量大、耐压要求不太高的电路中。现将这种电容器的构造特点以及一般使用常识介绍如下。
电解电容器的构造
任何一种电容器都是由两个导电体中间加入一层介质所组成的。电解电容器也不例外,其差别在于一般电容器两个极片都由同种材料组成,而电解电容器两个电极所用的材料却不一样。正极是由铝箔做成,负极是一种半糊状的电解质,而介质是由正极片上生成的一层氧化铝膜来担任的(图1),因此这种电容器又称作铝电解电容器。

从图中可以看出,正极片的内侧并不是平整的,它是通过化学方法腐蚀成凹凸不平的形状,从而增加了极片的有效面积(约为原来的4~6倍),再加以作为介质的氧化铝膜层很薄,厚度仅为0.1~1.5微米左右,因此它的电容量可以做得比其他类型的电容器大得多,一般可以从几微法到几千微法。
正极片上所附着的一层氧化铝是利用电化学的方法制成的。把正极片放在硼酸、硼酸钠的溶液内,正极片接直流电源正极,溶液接负极,由于硼酸的电离作用,氧原子不断跑向正极片(铝箔),就生成了介质氧化铝。由于氧化铝膜的厚度受到一定的限制,因而工作电压不能很高,漏电流比较大。
电解质是由硼酸、氨水、乙二醇等制成的糊状物质,用这种半液状的电解质作为负极可以使它和凹凸不平的正极保持充分的接触面,保证有效面积的充分利用。电解质的另一个重要作用是:当电容器不工作时,介质氧化铝膜会逐渐变薄,漏电流增大,此时如逐渐加电压,电解质能放出氧原子,起修补氧化铝膜层的作用,使电容器不易击穿和损坏。由于电解液的导电性能不是太好,电阻较大,因此这种电容器的损耗较大。
电解质是半液体的,易于流动,为了便于卷绕,通常是把糊状的电解液吸附在吸水性良好、拉力强的衬垫用纸上,另外为了使负极便于引出,还需要加一层作负极引出用的铝箔,一起卷绕起来(如图2),成为电容器的心子,装入铝质或纸质的外壳内,将正负极分别引出,如图3。为使电解质不易干涸,需要加以密封。

电解电容器的介质氧化膜具有单向导电性能,是有极性的电容器。使用时正极只能接正,负级只能接负,极性接反了,就会造成通路,将氧化膜击穿。
使用常识
目前国内市场上最常见的电解电容器有铝壳的、纸壳的和小型的等几种。纸壳的上面都标有“+”、“-”标记,并在负极端印有一条红线或黑线;铝壳的与外壳接通的一端是负极,如果负极没有引出线外壳就是负极,另一不接通外壳的引出端是正极。负极没有引线的铝壳电解电容器在装配时可用夹圈固定在底板上作为负极接地。
电解电容器上一般均标有电容量及工作电压的大小,选用时应考虑它的直流工作电压和电容量是否符合整机电路要求。购买时,如果要简单测试电容器的好坏,可用万用表电阻一档测量,把二根测试棒正负分别接电容器的正负极,这时电表指针向右摆动,表示电容器充电,不久指针又逐渐退回原处;测试棒正负交换反接时,电容器放电并反向充电,此时指针又向右摆动,这次摆动幅度比前次还要大一些,不久又退回原处,这就表示电容器是好的。充电后如指针不能退回,就表示电容器漏电或击穿了。另外还应该注意电容器的制造日期,一般的电解电容器储存期不超过一年,如储存期过长,氧化膜被电解质溶解了一部分,当接上电源后可能造成电容器击穿或漏电很大的现象,所以制造日期过长者, 使用时最好先把电容器接在低电压下工作几个小时,经过老练,使氧化膜逐渐修复,然后再接到电路中使用,这样才能保证万无一失。
由于电解电容器是有极性的,所以接在电路中时要特别注意其正负极不能接错,否则造成击穿会使整机或其他元件损坏。直流电解电容器不能使用在交流电路中,因为交流电的正负极性不断改变。另外,电解电容器只要其正负极直流电位差保持在电容器工作电压以下,在高压处也可以使用。例如一个300伏直流工作电压的电解电容器,负极接500伏直流电压,正极接800伏直流电压,这时正极仍然保持在正电位,加在电容器正负两极上的工作电压为800-500=300伏,也没有超过容许值,在这种情况下还是可以使用的。但应注意外壳与底板的绝缘问题,否则将会造成触电事故。
电解电容器的容量误差比较大,例如有些产品工作电压≤50伏时为-10%~+100%; 工作电压>50伏时为-10%~+50%。(康文安 许吕奉)