Condensatoarele electrolitice prezinta proprietati remarcabile (permitivitate si rigiditate mare) si posibilitatea de obtinere a unei pelicule sub un micron, ceea ce duc la realizarea de capacitati specifice mari (sute µF/cm3 ). Ele se bazeaza pe proprietatea oxizilor unor metale ca aluminiul si tantalul, de a conduce într-un sens si de a prezenta o rezistenta de blocare mare în celalalt sens. De aceea, aceste condensatoare sunt polarizate.
Anodul este format dintr-o folie de aluminiu de înalta puritate, groasa de 60-100 microni, care este oxidata simultan pe ambele parti prin electroliza. Stratul de oxid gros de circa o miime de micron pentru fiecare volt al tensiunii nominale, constutuie dielectricul. Pentru marirea suprafetei anodului si deci pentru obtinerea de capacitati mari într-un volum mic, ea nu este neteda ci asperizata prin corodare electrochimica.
Catodul este o solutie de acid boric, hidroxid de amoniu si glicoletilena, care patrunde în toti porii anodului. Aceasta solutie este mentinuta în contact cu stratul de oxid anodic pe toata suprafata prin impregnarea a 2-5 foite de hârtie fara impuritati. Contactul catodic se realizeaza prin alta folie de aluminiu dar de grosime mult mai mica (10 microni), care se aseaza peste foile de hârtie. Întreg ansamblul, format dintre doua folii de aluminiu (anodul si contactul catodic), având între ele foitele de hârtie este apoi rulat pâna capata o forma cilindrica. Acesta se introduce apoi în tuburi de aluminiu etansate cu dopuri de cauciuc. Contactul anodic este izolat iar contactul catodic se leaga la carcasa.
Dupa asamblarea condensatoarelor, urmeaza procesul de formare care consta în aplicarea unei tensiuni (UF) mai mare cu 5 – 10% fata de tensiunea de vârf. UV este mai mare cu 10 – 50%, decât tensiunea nominala (Un). Functionarea condensatoarelor la tensiuni mai mari ca UV duce la cresterea rapida a curentului de fuga manifestata prin încalzirea puternica si degajare de gaze si în ultima instanta deteriorarea lor.
Daca se aplica o tensiune inversa (minus pe anod), atunci condensatorul nu conduce pâna la o valoare de 2-3 V, dupa care curentul creste brusc asemanator cu o dioda Zener, producându-se deteriorarea printr-o încalzire exagerata. Fenomenul se explica prin faptul ca stratul de oxid depus pe folia de metal (aluminiu) se comporta ca o jonctiune semiconductoare metal – oxid (MO) de tip NP cu pragul de deschidere de 2 – 3 V.
Daca dorim obtinerea de condensatoare de mare capacitate nepolarizate, acestea se realizeaza prin legarea în serie dar în antifaza a doua condensatoare electrolitice (ambii anozi sau ambii catozi conectati împreuna).
Gama de valori a condensatoarelor electrolitice este foarte larga mergând de la 1 µF pâna la 10000 µF. Tolerantele uzuale sunt în limitele de -20% si +100%. Domeniul admis al temperaturilor de lucru este cuprins între -20ºC si +70ºC. Curentul de fuga depinde de capacitatea si tensiunea nominala putând fi determinat cu o relatie data în catalog pentru fiecare tip de condensator.
Datorita modului de realizare constructiv, condensatoarele electrolitice prezinta o inductanta pronuntata care este suparatoare în circuitele de decuplare. De aceea, când este necesar, se monteaza în paralel, condensatoare de valori mici, neinductive, cum ar fi condensatoarele ceramice sau cele cu poliester metalizat.
O problema specifica condensatoarelor electrolitice apare atunci când din diferite motive, acestea nu sunt utilizate un timp mai mare de un an de zile. În acest caz are loc o degradare a stratului de oxid de catre electrolit si pentru a le face reutilizabile este necesar a le aplica o tensiune nominala timp de circa o ora.
Un alt condensator electrolitic este condensatorul cu tantal în care anodul este sintetizat din pulbere de tantal, care apoi se oxideaza, iar ca electrolit se utilizeaza o pelicula solida semiconductoare de MnO2. Condensatoarele cu tantal sunt utilizate în domeniul de temperatura -80ºC si +85ºC.
Fata de condensatoarele electrolitice cu aluminiu, condensatoarele cu tantal prezinta o serie de avantaje:
– gama frecventelor de lucru este mai larga;
– temperatura minima de functionare este mai coborâta;
– fiabilitatea este mai ridicata;
– timpul de stocare este mai mare;
– curentul de fuga este extrem de mic.
Dezavantajul condensatoarelor cu tantal se manifesta în comportarea în regim
de impulsuri, prin cristalizarea Ta2O5 în punctele slabe ale peliculei (curent de fuga marit), ceea ce duce la strapungere termica. Îmbunatatirea comportarii în regim de impulsuri s-a obtinut prin utilizarea pentoxidului de tantal dopat (cu molibden) ameliorând si rezistenta la tensiunea inversa, curentul în sens direct crescând nesemnificativ. Condensatoarele electrolitice cu aluminiu acopera gama (0,5……150.000) µF si tensiuni nominale pâna la 500V, iar cele cu tantal pâna la o tensiune de 100+125 V, cu tolerante mai strânse, pâna la 5%. (fig. 1)
Referat trimis de: Mia Apostolache
NOTA IMPORTANTA: ARTICOLELE PUBLICATE IN PAGINA DE REFERATE AU SCOP DIDACTIC SI SUNT ELABORATE IN URMA UNEI DOCUMENTARI SUSTINUTE. ESTE STRICT INTERZISA PRELUAREA ARTICOLELOR DE PE SITE SI PREZENTAREA LOR LA ORELE DE CURS. Referatele din aceasta sectiune sunt trimise de diferiti colaboratori ai proiectului nostru. Referatele va sunt prezentate pentru COMPLETAREA STUDIULUI INDIVIDUAL, si va incurajam si sustinem sa faceti si voi altele noi bazate pe cercetari proprii.
