Condensatoarele electrolitice prezintă proprietăţi remarcabile (permitivitate şi rigiditate mare) şi posibilitatea de obţinere a unei pelicule sub un micron, ceea ce duc la realizarea de capacităţi specifice mari .Ele se bazează pe proprietatea oxizilor unor metale ca aluminiul şi tantalul, de a conduce într-un sens şi de a prezenta o rezistenţă de blocare mare în celălalt sens. De aceea, aceste condensatoare sunt polarizate. Anodul este format dintr-o folie de aluminiu de înaltă puritate, groasă de 60-100 microni, care este oxidată simultan pe ambele părţi prin electroliză. Stratul de oxid gros de circa o miime de micron pentru fiecare volt al tensiunii nominale, constutuie dielectricul. Pentru mărirea suprafeţei anodului şi deci pentru obţinerea de capacităţi mari într-un volum mic, ea nu este netedă ci asperizată prin corodare electrochimică. Catodul este o soluţie de acid boric, hidroxid de amoniu şi glicoletilenă, care pătrunde în toţi porii anodului. Această soluţie este menţinută în contact cu stratul de oxid anodic pe toată suprafaţa prin impregnarea a 2-5 foiţe de hârtie fără impurităţi. Contactul catodic se realizează prin altă folie de aluminiu dar de grosime mult mai mică (10 microni), care se aşează peste foile de hârtie. Întreg ansamblul, format dintre două folii de aluminiu (anodul şi contactul catodic), având între ele foiţele de hârtie este apoi rulat până capătă o formă cilindrică. Acesta se introduce apoi în tuburi de aluminiu etanşate cu dopuri de cauciuc. Contactul anodic este izolat iar contactul catodic se leagă la carcasă.
După asamblarea condensatoarelor, urmează procesul de formare care constă în aplicarea unei tensiuni (UF) mai mare cu 5 – 10% faţă de tensiunea de vârf. UV este mai mare cu 10 – 50%, decât tensiunea nominală (Un). Funcţionarea condensatoarelor la tensiuni mai mari ca UV duce la creşterea rapidă a curentului de fugă manifestată prin încălzirea puternică şi degajare de gaze şi în ultimă instanţă deteriorarea lor.
Dacă se aplică o tensiune inversă (minus pe anod), atunci condensatorul nu conduce până la o valoare de 2-3 V, după care curentul creşte brusc asemănător cu o diodă Zener, producându-se deteriorarea printr-o încălzire exagerată. Fenomenul se explică prin faptul că stratul de oxid depus pe folia de metal (aluminiu) se comportă ca o joncţiune semiconductoare metal – oxid (MO) de tip NP cu pragul de deschidere de 2 – 3 V.
Dacă dorim obţinerea de condensatoare de mare capacitate nepolarizate, acestea se realizează prin legarea în serie dar în antifază a două condensatoare electrolitice (ambii anozi sau ambii catozi conectaţi împreună).
Gama de valori a condensatoarelor electrolitice este foarte largă mergând de la 1 µF până la 10000 µF. Toleranţele uzuale sunt în limitele de –20% şi +100%. Domeniul admis al temperaturilor de lucru este cuprins între –20ºC şi +70ºC. Curentul de fugă depinde de capacitatea şi tensiunea nominală putând fi determinat cu o relaţie dată în catalog pentru fiecare tip de condensator.
Datorită modului de realizare constructiv, condensatoarele electrolitice prezintă o inductanţă pronunţată care este supărătoare în circuitele de decuplare. De aceea, când este necesar, se montează în paralel, condensatoare de valori mici, neinductive, cum ar fi condensatoarele ceramice sau cele cu poliester metalizat.
O problemă specifică condensatoarelor electrolitice apare atunci când din diferite motive, acestea nu sunt utilizate un timp mai mare de un an de zile. În acest cay are loc o degradare a stratului de oxid de către electrolit şi pentru a le face reutilizabile este necesar a le aplica o tensiune nominală timp de circa o oră.
Un alt condensator electrolitic este condensatorul cu tantal în care anodul este sintetizat din pulbere de tantal, care apoi se oxidează, iar ca electrolit se utilizează o peliculă solidă semiconductoare de MnO2. Condensatoarele cu tantal sunt utilizate în domeniul de temperatură -80ºC şi +85ºC.
Faţă de condensatoarele electrolitice cu aluminiu, condensatoarele cu tantal prezintă o serie de avantaje:
– gama frecvenţelor de lucru este mai largă;
– temperatura minimă de funcţionare este mai coborâtă;
– fiabilitatea este mai ridicată;
– timpul de stocare este mai mare;
– curentul de fugă este extrem de mic.
Dezavantajul condensatoarelor cu tantal se manifestă în comportarea în regim
de impulsuri, prin cristalizarea Ta2O5 în punctele slabe ale peliculei (curent de fugă mărit), ceea ce duce la străpungere termică. Îmbunătăţirea comportării în regim de impulsuri s-a obţinut prin utilizarea pentoxidului de tantal dopat (cu molibden) ameliorând şi rezistenţa la tensiunea inversă, curentul în sens direct crescând nesemnificativ. Condensatoarele electrolitice cu aluminiu acoperă gama (0,5……150.000) şi tensiuni nominale până la 500V, iar cele cu tantal până la o tensiune de 100+125 V, cu toleranţe mai strânse, până la 5%.
Join Us On Telegram @rubyskynews
Apply any time of year for Internships/ Scholarships
