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 ).Ele se bazeaza
pe proprietatea oxizilor unor metale ca aluminiul si tantalul, de a conduce
intr-un sens si de a prezenta o rezistenta de blocare mare in celalalt
sens. De aceea, aceste condensatoare sunt polarizate. z2s14sm
Anodul este format dintr-o folie de aluminiu de inalta 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 intr-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 in toti porii anodului. Aceasta solutie este mentinuta in
contact cu stratul de oxid anodic pe toata suprafata prin impregnarea a 2-5
foite de hartie 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 hartie. Intreg ansamblul, format dintre doua folii
de aluminiu (anodul si contactul catodic), avand intre ele foitele
de hartie este apoi rulat pana capata o forma cilindrica. Acesta
se introduce apoi in 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 in
aplicarea unei tensiuni (UF) mai mare cu 5 -; 10% fata de tensiunea de
varf. UV este mai mare cu 10 -; 50%, decat tensiunea nominala
(Un). Functionarea condensatoarelor la tensiuni mai mari ca UV duce la cresterea
rapida a curentului de fuga manifestata prin incalzirea puternica si degajare
de gaze si in ultima instanta deteriorarea lor.
Daca se aplica o tensiune inversa (minus pe anod), atunci condensatorul nu conduce
pana la o valoare de 2-3 V, dupa care curentul creste brusc asemanator
cu o dioda Zener, producandu-se deteriorarea printr-o incalzire
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 in serie dar in antifaza a doua condensatoare
electrolitice (ambii anozi sau ambii catozi conectati impreuna).
Gama de valori a condensatoarelor electrolitice este foarte larga mergand
de la 1 µF pana la 10000 µF. Tolerantele uzuale sunt in
limitele de -;20% si +100%. Domeniul admis al temperaturilor de lucru este
cuprins intre -;20ºC si +70ºC. Curentul de fuga depinde
de capacitatea si tensiunea nominala putand fi determinat cu o relatie
data in catalog pentru fiecare tip de condensator.
Datorita modului de realizare constructiv, condensatoarele electrolitice prezinta
o inductanta pronuntata care este suparatoare in circuitele de decuplare.
De aceea, cand este necesar, se monteaza in paralel, condensatoare
de valori mici, neinductive, cum ar fi condensatoarele ceramice sau cele cu
poliester metalizat.
O problema specifica condensatoarelor electrolitice apare atunci cand
din diferite motive, acestea nu sunt utilizate un timp mai mare de un an de
zile. In acest cay 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 in 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 in 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 coborata;
- fiabilitatea este mai ridicata;
- timpul de stocare este mai mare;
- curentul de fuga este extrem de mic.
Dezavantajul condensatoarelor cu tantal se manifesta in comportarea in
regim de impulsuri, prin cristalizarea Ta2O5 in punctele slabe ale peliculei
(curent de fuga marit), ceea ce duce la strapungere termica. Imbunatatirea
comportarii in regim de impulsuri s-a obtinut prin utilizarea pentoxidului
de tantal dopat (cu molibden) ameliorand si rezistenta la tensiunea inversa,
curentul in sens direct crescand nesemnificativ. Condensatoarele
electrolitice cu aluminiu acopera gama (0,5……150.000) si tensiuni
nominale pana la 500V, iar cele cu tantal pana la o tensiune de
100+125 V, cu tolerante mai stranse, pana la 5%.
