Un electrolític condensador es coneix popularment com un condensador polaritzat, en què l’ànode té més positiu voltatge que el càtode. S'utilitzen en aplicacions de filtratge, filtres de pas baix, circuits d'amplificador d'àudio i molts més. Metalls com l’alumini, el tàntal, el niobi, el manganès, etc. formen una capa d’òxid en el procés electroquímic, que bloqueja el corrent elèctric que flueix en una direcció però permet el flux de corrent en direcció contrària. Aquest fenomen va ser observat per primera vegada per Johann Heinrich Buff (1805–1878), físic i químic alemany el 1857. L’investigador i fundador francès Eugene Ducretet el 1875 va ser la primera persona a implementar aquesta idea i va inventar el terme “metall de vàlvula” per a aquests metalls. El desenvolupament real dels condensadors electrolítics amb làmines enrotllades està separat per paper començat per A. Eckel de Hydra-Werke (Alemanya) el 1927 combinat amb la idea de Samuel Ruben de construcció apilada.
Què és un condensador electrolític?
Una definició de condensador electrolític és que és un condensador polaritzat l’ànode del qual té un voltatge positiu més alt o més gran que el càtode. Com el seu nom indica, és un condensador polaritzat i una funció de condensador electrolític, utilitza un electròlit per funcionar amb un voltatge més alt o més positiu a l’ànode que el càtode. Per tant, el terminal de l’ànode es denota amb un signe positiu, mentre que el càtode amb un signe negatiu. L’aplicació d’una tensió de polaritat inversa d’1 a 1,5 volts pot destruir el condensador i el dielèctric i el resultat és perillós, provocant una explosió o un incendi.
Un condensador electrolític utilitza un electròlit, en forma de sòlid, líquid o gel; serveix com a càtode o placa negativa per aconseguir una capacitat molt superior per unitat de volum. D’altra banda, una placa o ànode positiu fet de metall actua com una capa d’òxid aïllant formada mitjançant l’anodització. Això permet que una capa d’òxid funcioni com a dielèctric del condensador.
Construcció
La construcció del condensador electrolític implica dues capes primes de paper d'alumini: el paper normal i el paper gravat. Aquestes dues làmines estan separades per un electròlit. Per configurar la polaritat de dues làmines, s’anoditzen fent créixer químicament una fina capa d’òxid d’alumini per formar l’ànode i es distingeix del càtode. En el procés de construcció del condensador electrolític, es forma el càtode i l’ànode anoditzat, que està separat per un electròlit (paper mullat amb electròlit).
Durant el funcionament estàndard, l’ànode es manté en positiu pel que fa al càtode, per tant, el càtode s’indica amb un signe negatiu (-) al cos del condensador. Com que l’alumini és un dispositiu polaritzat, aplicar un voltatge invers en aquests terminals produiria l’aïllament del condensador, danyant-lo.
La propietat única d’un condensador d’alumini és el procés d’autocuració d’un condensador danyat. Durant la tensió inversa, la capa d’òxid s’elimina de la làmina, tot i que permet que el corrent passi d’una làmina a una altra.
Símbol del condensador electrolític
El símbol del condensador electrolític es mostra a la figura següent. Els símbols del condensador són de dos tipus. El segon símbol (b) representa el condensador polaritzat, que pot ser un condensador electrolític o de tàntal. La placa corba del símbol implica que el condensador està polaritzat i és el càtode, que es manté a una tensió inferior a l’ànode. El primer símbol (a) de la figura següent representa el condensador no polaritzat.
Polaritat
Conèixer la polaritat de qualsevol dispositiu és important per construir qualsevol dispositiu circuits electrònics . Si us connecteu a la resta, podeu destruir el condensador. Tot i que alguns condensadors no estan polaritzats, com els condensadors ceràmics (1 µF o menys), es poden connectar de qualsevol manera.
condensador ceràmic
En certs casos, el potencial positiu del condensador seria més llarg que el potencial negatiu. De vegades, els terminals del condensador es retallen, de manera que l'usuari ha de tenir cura en connectar el condensador.
Els condensadors de tàntal i alumini consten d’una polaritat marcada amb el signe més (+) que indica el costat de l’ànode.
El condensador electrolític tipus electròlit no sòlid consisteix en una polaritat marcada amb el signe menys (-) que indica el costat del càtode.
No sòlid
El tipus d’electròlit sòlid dels condensadors electrolítics consisteix en una polaritat marcada amb el signe més que indica el costat de l’ànode, però absent per als condensadors de polímer led i SMD cilíndrics.
Sòlid
Valors del condensador electrolític
Depenent de l’estructura de l’ànode i l’electròlit, els valors de la capacitat electrolítica tendeixen a influir-se. Amb els electròlits no sòlids, els condensadors electrolítics presenten una desviació més àmplia per als rangs de freqüència i temperatura que els electròlits sòlids.
La unitat bàsica del condensador electrolític s’expressa en microfarad (μF). En els fulls de dades preparats pels fabricants, el valor de la capacitat s'esmenta com a capacitat nominal (CR) o capacitat nominal (CN). Aquests són els valors per als quals s'està dissenyant la capacitat.
Els condensadors electrolítics són l’estructura cilíndrica gran, polaritzada i més alta capacitat .
Condensadors electrolítics Els valors i les unitats s’imprimeixen llegiblement al cos dels condensadors. Començant d'esquerra a dreta, 1µF, 10µF, 100µF, 1000µF.
Tipus de condensadors electrolítics
En funció del tipus de material i electròlit utilitzat, els condensadors electrolítics es classifiquen en els tipus següents.
Condensador electrolític d'alumini
Els condensadors electrolítics d’alumini són condensadors polaritzats, en què el terminal de l’ànode (+) està format per paper d’alumini juntament amb una superfície gravada. El procés d’anodització produeix una fina capa aïllant d’òxid, que actua com a dielèctric. El càtode es forma a través del segon paper d'alumini quan un electròlit no sòlid emmascara la superfície rugosa de la capa d'òxid.
Condensador no electrolític
Els condensadors no electrolítics són aquells condensadors que formen un 'material aïllant' com a dielèctric en forma no electrolítica. Aquest tipus de condensadors no són polaritzats i tenen molts usos.
Condensador electrolític de tàntal
El condensador electrolític de tàntal ofereix un corrent de fuga i un ESR més baixos. Utilitza metall de tàntal que funciona com un ànode, tancat per una capa d’òxid per funcionar com a dielèctric, i embolicat amb un càtode conductor. Aquests condensadors són dispositius polaritzats de manera innata i són altament estables. Funciona de manera eficient amb una freqüència excepcional quan es connecta correctament.
Condensador electrolític d’òxid de niobi
La construcció de condensadors electrolítics d’òxid de niobi és similar als condensadors de tàntal. Utilitzava òxid de niobi en lloc de metall de tàntal per actuar com a ànode. L’òxid de niobi està disponible en abundància i ofereix característiques extremadament estables que el condensador de tàntal.
Usos / Aplicacions
Un ampli ventall de condensador electrolític les aplicacions són les següents
- S’utilitza en aplicacions de filtratge per reduir l’ondulació de les fonts d’alimentació
- S'utilitza com a filtre de pas baix per suavitzar els senyals d'entrada i sortida
- S'utilitza en circuits d'amplificació d'àudio com a filtres per reduir el zumbit
Avantatges i inconvenients
Els avantatges del condensador electrolític són
- S’utilitza per aconseguir un valor de capacitat elevat
- S’utilitza en aplicacions de baixa freqüència
- Els condensadors de tàntal es prefereixen a altres tipus, ja que els desavantatges d’alta estabilitat del condensador electrolític són els següents:
- Cal estar atent per assegurar-se que els condensadors es corregeixen amb terminals adequats
- La tensió inversa pot danyar el condensador
- Es afecta fàcilment a causa del canvi de temperatura
- El condensador quan s’utilitza amb una combinació de no electròlit augmenta la mida del condensador
Preguntes freqüents
1. On s’utilitzen condensadors electrolítics?
S'utilitzen en aplicacions de filtratge, circuits d'amplificació d'àudio i en filtres de pas baix
2. Com s’identifica un condensador electrolític?
Els condensadors electrolítics solen marcar-se amb una franja, que indica el potencial negatiu. El plom positiu sol ser més llarg que el plom negatiu.
3. Els condensadors tenen oli?
Sí. Hi ha disponibles condensadors farcits d’oli que solen ser d’alta potència i alta tensió.
4. El condensador electrolític és alternatiu o continu?
Els condensadors electrolítics s’utilitzen generalment en circuits amb alimentació de corrent continu. Les tensions de CA poden danyar el condensador.
5. Quina és la vida útil mitjana d’un condensador?
S’espera que la vida mitjana d’un condensador sigui de 15 anys. La vida útil es pot reduir si el corrent d’ondulació és excessiu i escalfa el condensador.
En aquest article, el lector coneix els coneixements del condensador electrolític. Vam discutir la definició, construcció, polaritat i marcatge, aplicacions i avantatges i desavantatges. A més, el lector pot conèixer els tipus d’electrolítics condensadors .
