Un condensador electrolítico es un tipo del condensador típicamente con una capacitancia más grande por volumen de unidad que otros tipos, haciéndolos valiosos en los circuitos eléctricos relativamente de gran intensidad y de baja frecuencia . Éste es especialmente el caso en energía-provee los filtros, donde almacenan la carga necesaria para moderar para hacer salir voltaje y fluctuaciones actuales, en salida del rectificador, y especialmente en la ausencia de baterías recargables que puedan proporcionar capacidad actual de baja frecuencia similar. Son también ampliamente utilizadas como condensadores de acoplador en los circuitos donde la CA debe ser conducida pero no debe la C. ; el valor grande de la capacitancia permite que pasen frecuencias muy bajas.

El condensador electrolítico fue inventado en 1886 por el Charles Pollak . Era en gran parte responsable del desarrollo de receptores de radio cañería-accionados, puesto que permitió la filtración de la energía de los hertzios 50-60 suministrada a las residencias, después de que fuera rectificado para accionar los tubos de radio. Esto no era práctico sin el pequeño volumen y el bajo costo de condensadores electrolíticos.

Construcción

Los condensadores electrolíticos de aluminio se construyen a partir de dos hojas de aluminio que conducen, una cuyo está cubierto con una capa aislador del óxido, y un espaciador de papel empapado en el electrólito . La hoja aislada por la capa del óxido es el ánodo mientras que el electrólito líquido y la segunda hoja actúan como cátodo . Este apilado entonces se rueda para arriba, se cabe con los conectadores de perno y se coloca en una cubierta de aluminio cilíndrica. Las dos geometrías más populares son conductores axiales que vienen del centro de cada cara circular del cilindro, o dos plomos o estirones radiales en una de las caras circulares. Ambos éstos se demuestran en el cuadro.

Polaridad

En los condensadores electrolíticos de aluminio, la capa de óxido de aluminio aislador en la superficie de la placa de aluminio actúa como el dieléctrico, y es la delgadez de esta capa que permita una capacitancia relativamente alta en un pequeño volumen . La capa del óxido de aluminio puede soportar una fuerza de campo eléctrico de la orden de voltios 10⁹ por el metro. La combinación de alta capacitancia y el alto voltaje dan lugar a densidad de alta energía.

Desemejante de la mayoría de los condensadores, los condensadores electrolíticos tienen un requisito de la polaridad del voltaje. La polaridad correcta es indicada en el empaquetado por una raya con el los signos de menos y posiblemente las puntas de flecha, denotando el terminal adyacente que debe ser más negativo que el otro. Esto es necesario porque un voltaje del reverso-diagonal destruirá la capa de centro de material dieléctrico vía la reducción electroquímica (véase las reacciones redox ). Sin el material dieléctrico que el condensador el cortocircuito, y si la corriente del cortocircuito es excesiva, después el electrólito calentará para arriba y escaparse o hacer el condensador estallar.

Los condensadores modernos tienen una válvula de seguridad, típicamente una sección anotada de la poder, o un sello de extremo especialmente diseñado para expresar el gas/el líquido calientes, pero las rupturas pueden todavía ser dramáticas. Electrolytics puede soportar un diagonal reverso por un corto período de tiempo, pero conducirán actual significativo y no actuarán como condensador muy bueno. La mayoría sobrevivirán sin diagonal reverso de la C. o con solamente voltaje ca, Pero los circuitos deben ser diseñados de modo que no haya un diagonal reverso constante para cualquier cantidad de tiempo significativa. Un constante polariza hacia adelante es preferible, y aumentará la vida del condensador.

Electrólito

El electrólito es generalmente el ácido bórico o el borato de sodio en la solución acuosa junto con los varios azúcares o glicol de etileno que se agregan a la evaporación del retraso. El cuidado se debe tomar para evitar la ingestión de o el contacto visual con el electrólito, y cualquier área del cuerpo donde ha ocurrido el contacto de piel debe ser lavada en tiempo hábil. Es importante seguir práctica de funcionamiento segura y utilizar el equipo protector apropiado, notablemente guantes y gafas de seguridad, al trabajar con el electrólito. Algún electrolytics muy viejo del tantalio, a menudo llamado " Mojado-slug", contener el ácido sulfúrico más peligroso, no obstante la mayor parte de éstos están no más en el servicio debido a la corrosión .

Comportamiento eléctrico del electrolytics

Un circuito de modelado común para un condensador electrolítico tiene el diagrama esquemático siguiente :

donde está la resistencia R_leakage de la salida, R_ESR es la resistencia de serie equivalente, L_ESL la inductancia equivalente (L de la serie que es el símbolo convencional para la inductancia).

R_ESR debe ser tan pequeño como posible puesto que determina la energía de la pérdida cuando el condensador se utiliza para alisar voltaje. La energía de la pérdida escala el cuadráticamente con el actual de la ondulación que atraviesa y linear con R_ESR. Los condensadores bajos del ESR son imprescindible para las eficacias altas en fuentes de alimentación.

Debe ser precisado que esto es solamente un modelo simple y no incluye todos los efectos asociados a los condensadores electrolíticos verdaderos.

Puesto que los electrólitos se evaporan, la vida de diseño es lo más a menudo posible clasificada sobre las horas en una temperatura del sistema. Por ejemplo, típicamente como 2000 horas en 105 grados de cent3igrado (que es la temperatura de trabajo más alta). La vida de diseño dobla para cada 10 grados más bajo, alcanzando 15 años en 45 grados.

Capacitancia

El valor de la capacitancia de cualquier condensador es una medida de la cantidad de carga eléctrica almacenada por unidad de diferencia potencial entre las placas. La unidad básica de capacitancia es un faradio, no obstante esta unidad ha sido demasiado grande para el uso general hasta que la invención del condensador de la Doble-capa, así que el microfaradio y el picofaradio se utilicen más comunmente.

Muchas condiciones determinan el valor de un condensador, tal como el grueso del dieléctrico y del área de la placa. En el proceso de fabricación, los condensadores electrolíticos se hacen para ajustarse a un sistema de prefirieron los números multiplicando estos números bajos por una energía de diez, cualquier valor práctico del condensador pueden ser alcanzados, que sea conveniente para la mayoría de los usos.

Un sistema estandardizado de los números bajos condensador fue ideado de modo que el valor de cualquier condensador electrolítico moderno se pudiera derivar de multiplicar uno del convencional moderno 1.0 de los números bajos, del 1.8 por una energía de diez. Por lo tanto, es común encontrar los condensadores con valores de 10, 15, 22, 33, 47, 68, 100, 220, y así sucesivamente. Usar este método, los valores que se extienden a partir de la 0.1 a 4700 son comunes en la mayoría de los usos. Los valores están generalmente en los microfaradios (µF).

La mayoría de los condensadores electrolíticos tienen una gama de la tolerancia del de 20%, significando que el fabricante garantiza que el valor real del condensador miente dentro de 20% de su valor etiquetado. La selección de la serie preferred se asegura de que cualquier condensador se pueda vender como valor estándar, dentro de la tolerancia.

Variantes

Desemejante de los condensadores que utilizan un dieléctrico a granel hizo de un material intrínseco de aislamiento, el dieléctrico en condensadores electrolíticos depende de la formación y del mantenimiento de una capa microscópica del óxido de metal. Comparado a los condensadores dieléctricos a granel, este dieléctrico muy fino permite mucho más capacitancia en el mismo volumen de unidad, pero mantener la integridad del dieléctrico requiere generalmente el uso constante de la polaridad correcta de la corriente continua que la capa del óxido analizará y ruptura, haciendo el condensador fallar. Además, los condensadores electrolíticos utilizan generalmente una química mojada interna y fallarán eventual como el agua dentro del condensador se evapora.

Los valores electrolíticos de la capacitancia no están según lo apretado-especificado como con los condensadores dieléctricos a granel. Especialmente con el electrolytics de aluminio, es absolutamente común ver un condensador electrolítico especificado como teniendo un " value" mínimo garantizado; y ningún límite superior en su valor. Para la mayoría de los propósitos (tales como acoplador de la filtración y de la señal de la fuente de alimentación), este tipo de especificación es aceptable.

Como con los condensadores dieléctricos a granel, los condensadores electrolíticos vienen en varias variedades:
condensador electrolítico del aluminio del del

: el acuerdo pero el lossy, éstos está disponibles en la gama de < 1  µF a 1 F con voltajes de funcionamiento hasta la C. de varios cientos de voltios. El dieléctrico es una capa delgada del óxido de aluminio. Contienen el líquido corrosivo y pueden estallar si el dispositivo está conectado al revés. El electrólito tenderá a desecar en la ausencia de un suficiente voltaje rejuvenating, y el condensador fallará eventual. El electrolytics bipolar contiene en serie la oposición conectada dos condensadores y se utiliza para las señales de la CA del acoplador. Las malas características de la frecuencia y de la temperatura las hacen inadecuadas para los usos de alta frecuencia. Los valores típicos del ESL son algunos el nH .
tantalio del del

: los dispositivos compactos, de baja tensión hasta varios cientos µF, éstos tienen una densidad de una energía más baja y son más exactos que el electrolytics de aluminio. Los condensadores de tantalio también se polarizan debido a sus electrodos disímiles. El electrodo del cátodo se forma de granos sinterizados del tantalio de, con el dieléctrico electroquímico formado como capa delgada del óxido . La capa delgada del óxido y de la alta superficie del material sinterizado poroso da a este tipo una capacitancia muy alta por volumen de unidad. El electrodo del ánodo se forma de una capa semi-conductive químicamente depositada de dióxido del manganeso, que entonces está conectado con un avance de alambre externo. Un desarrollo de este tipo substituye el dióxido del manganeso por un polímero ( Polypyrrole ) del plástico conductor que reduzca resistencia interna y elimine una falta del autoencendido. el

l comparado al electrolytics de aluminio, condensadores de tantalio tiene capacitancia muy estable, poca salida de la C., e impedancia muy baja en las frecuencias bajas. Sin embargo, desemejante del electrolytics de aluminio, son intolerantes de puntos de voltaje y se destruyen (a menudo estallando violentamente) si están conectadas en el circuito al revés o expuestas a los puntos sobre su grado del voltaje. los condensadores de tantalio del

l son más costosos que los condensadores aluminio-basados y generalmente solamente usables en la baja tensión, pero debido a su capacitancia más alta por volumen de unidad y una impedancia más baja en los de alta frecuencia, son populares en usos miniatura tales como teléfonos portátiles

Ver también

Plaga del condensador
Supercapacitor

.

Zenithic

Darrell Sweet

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