Ce este un condensator electrolitic? Construcție, avantaje și tipuri.

Circuitele electronice prezente în fiecare dispozitiv nu ar exista fără condensatoare. În căutarea unei capacități mai mari a condensatoarelor, menținând în același timp dimensiunile reduse, au fost create condensatoarele electrolitice, a căror capacitate este răspunsul ideal la nevoile mari ale sistemelor electronice.

Ce este un condensator electrolitic?

Un condensator electrolitic este un tip distinct de condensator în care un electrod este un electrolit, iar celălalt este un metal (aluminiu, tantal sau niobiu). Dielectricul, sau izolatorul, în această situație este un strat subțire de oxid, care, în funcție de condensator, poate fi oxid de aluminiu, pentoxid de tantal sau pentoxid de niobiu.

Avantajele condensatoarelor electrolitice:

• Capacitate mare
• Dimensiuni mici

Condensatoarele electrolitice sunt caracterizate printr-o capacitate mult mai mare într-un dispozitiv mic datorită structurii electrozilor și utilizării unui strat dielectric subțire.

Structura condensatorului electrolitic

Structura condensatoarelor electrolitice este ușor diferită de cea a condensatoarelor convenționale. Izolatorul în acest caz este un strat subțire de oxid plasat pe suprafața uneia dintre plăci. Electrolitul, care acoperă oxidul, devine apoi a doua placă și punctul de conectare. Datorită grosimii extrem de subțiri a oxidului și suprafeței mari a plăcii, condensatoarele electrolitice sunt caracterizate de o capacitate foarte mare. Placa metalică este pozitivă, iar placa electrolitică este negativă.

Tipuri de condensatoare electrolitice:

• Aluminiu
• Tantal
• Niobiu

Condensatoarele electrolitice din aluminiu sunt fabricate din două benzi (plăci) de folie de aluminiu separate prin hârtie îmbibată în electrolit. Plăcile arată la fel, dar diferă una de cealaltă datorită sarcinii pozitive a uneia și a sarcinii negative a celeilalte - diferența este clar vizibilă la microscop. Dielectricul din condensatoarele electrolitice din aluminiu este un strat subțire de oxigen care acoperă plăcile. Oxidul de aluminiu format la suprafață este un izolator excelent și este caracterizat printr-o constantă dielectrică ridicată.

Condensatoarele electrolitice cu tantal sunt construite din două benzi (plăci), dintre care una este fabricată din pulbere de tantal sinterizată. Acest design creează o suprafață mare într-un volum mic datorită structurii sale poroase-spongioase. Pentoxidul de tantal se formează pe suprafața plăcilor de tantal, care, la fel ca oxidul de aluminiu, este un dielectric excelent. Anodul din condensatoarele electrolitice cu tantal este, de asemenea, umplut cu electrolit, ceea ce determină clasificarea condensatorului ca „tantal uscat” sau „tantal lichid”. În condensatoarele electrolitice cu tantal uscat, electrolitul este dioxidul de mangan. În ultima soluție, se utilizează electroliți lichizi sau gel. Condensatoarele cu tantal de tip uscat sunt cu siguranță mai populare.

Condensatoarele electrolitice cu niobiu sunt construite din două benzi (plăci), dintre care una este fabricată din metal niobiu. În această soluție, pentoxidul de niobiu devine dielectricul. Similar unui condensator electrolitic cu tantal, acest condensator este caracterizat printr-o constantă dielectrică ridicată și o capacitate foarte stabilă.

Cum se conectează condensatoarele?

Condensatoarele electrolitice și condensatoarele standard pot fi combinate. După conectarea lor, obținem capacitatea rezultată, care este foarte ușor de determinat cunoscând capacitățile componente ale condensatoarelor.

Există două moduri de bază de a conecta condensatoarele:

• Serie
• Paralel

Într-o conexiune în serie, condensatoarele sunt încărcate cu aceeași sarcină deoarece o sarcină pozitivă aplicată primului condensator creează un câmp care atrage aceeași sarcină de semn opus. Pe de altă parte, o sarcină negativă pe partea opusă curge din exterior. Capacitatea totală a condensatoarelor într-o conexiune în serie este suma reciprocelor capacității fiecărui condensator.

Într-o conexiune în paralel, condensatoarele de pe fiecare parte sunt conectate împreună la plăcile lor. Aceasta înseamnă că potențialul condensatoarelor conectate este același pe fiecare parte, deci diferența de potențial pe fiecare condensator este aceeași. Capacitatea totală a condensatoarelor conectate în paralel este suma capacităților lor.

Polaritatea condensatoarelor electrolitice - cum se conectează pentru a evita explozia?

Condensatoarele pot fi împărțite în două tipuri:

• Polari (polarizați)
• Nepolarizați (nepolarizați)

Aceasta înseamnă că pentru condensatoarele polarizate, direcția corectă de conectare în circuit este importantă. Pentru condensatoarele nepolarizate, acest lucru este irelevant.

Condensatoarele electrolitice sunt polarizate. Determinarea polarității este destul de ușoară, deoarece carcasa condensatorului este de obicei marcată corespunzător. Uneori, bornele condensatorului au lungimi diferite pentru a le distinge mai bine. Semnul minus (-) indică borna care trebuie conectată la masa circuitului. Semnul plus (+) indică terminalul care trebuie conectat la sursa de alimentare. Conectarea corectă a unui condensator electrolitic polar este extrem de importantă. Dacă condensatorul este conectat incorect, acesta va fi, în cel mai bun caz, deteriorat; în cel mai rău caz, va provoca o explozie.

Descărcarea unui condensator electrolitic

Procesul de descărcare a unui condensator depinde în primul rând de capacitatea sa. Cu cât capacitatea este mai mare, cu atât este mai mare riscul unei descărcări necorespunzătoare, care poate duce la o explozie. Condensatoarele electrolitice au o capacitate mult mai mare decât condensatoarele standard. Un bec sau o rezistență este suficientă pentru a descărca un condensator electrolitic. Când este conectat la o sarcină rezistivă, sarcina se consumă și condensatorul se descarcă. Timpul de descărcare a condensatorului va varia în funcție de capacitatea dispozitivului și de sarcina utilizată și trebuie adaptat corespunzător la condensatorul utilizat. O rezistență prea mare riscă să ardă condensatorul, iar o rezistență prea mică riscă să distrugă rezistența.