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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。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。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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在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:(1)高频脉冲电流主要是20kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。高温、长寿命化在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用的为广泛。电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系,温度越高,电容器的寿命越短。普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏,如:EPCOSB41303,B43303等型号的电解电容器。但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高。


电路的开或关,都会产生一过渡状态的瞬间电压,一般其值要大于工作电压,而且相应地产生一冲击电流,如果电源和负载的电阻均较小,这样瞬时电流值相当大,容易引起电解电容器氧化膜的损伤,因为电容器在大冲击电流下 ,容易在膜的薄弱区域发热促使晶化提早产生,并降低耐压能力,所以为提高使用寿命,应避免发生频繁的浪涌电压施加到电容器上,当工作电压接近额定电压时,更是如此。
l选择漏电流值较小的电容器
作为长寿命使用的电解电容器,除了以上4点外加因素的考虑外,在选用中还要选择在同类型中漏电流特别小的电容器。这表明它具有较高质量的氧化膜和合适的工作电解质。一旦环境温度较高,相应的漏电流增加就较慢。否则在互为影响的情况下,当漏电流剧增,内部温度将上升,反过来使漏电流再上升,一直恶化直至失去热平衡而破坏为止。



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