Qu'est-ce qu'un condensateur électrolytique?
Un condensateur électrolytique est un type de dispositif de stockage électrique qui utilise une solution électrolytique comme l’un de ses conducteurs ou les deux. Les particules chimiques chargées appelées ions conduisent l'électricité dans une solution électrolytique. Les condensateurs standard sont composés de deux conducteurs métalliques séparés par un isolant appelé diélectrique. L'utilisation d'une solution d'électrolyte comme conducteur augmente efficacement sa surface, permettant ainsi de stocker une charge plus importante que dans des condensateurs standard de même taille. Les condensateurs électrolytiques sont souvent utilisés dans les filtres d'alimentation, stockant l'électricité nécessaire pour atténuer les fluctuations de la production.
Le conducteur métallique d'un condensateur électrolytique est fabriqué à partir d'une feuille mince. Le diélectrique est un oxyde de ce métal déposé sur la feuille par un processus électrochimique appelé anodisation. Ce processus n'est supporté que par certains métaux, l'aluminium et le tantale étant les plus fréquemment utilisés. La feuille avec une couche diélectrique constitue l'anode, ou voie d'entrée, pour un courant électrique. La solution électrolytique et une longueur de feuille non isolée constituent la cathode, ou voie de sortie, destinée à un courant électrique.
Un condensateur électrolytique en aluminium est fabriqué à partir d’une feuille d’aluminium de haute pureté. La surface efficace de la feuille est augmentée par attaque avant la génération de la couche diélectrique d'oxyde d'aluminium. Une couche de papier absorbant est placée entre les feuilles d'anode et de cathode, puis le tout est enroulé en une bobine. Des connecteurs à broches sont fixés et la construction est placée dans un boîtier en aluminium. Le dispositif est ensuite immergé dans un bain d'électrolyte, généralement une solution d'acide borique ou de borate de sodium, en humidifiant complètement les couches de feuille et de papier.
Les condensateurs électrolytiques au tantale étaient à l’origine similaires à la version en aluminium, à la différence notable que l’électrolyte était une solution d’acide sulfurique. Un condensateur au tantale solide plutôt que humide est maintenant produit. Étant donné que les condensateurs au tantale sont beaucoup plus onéreux que l’aluminium, ils ne sont généralement disponibles que dans des versions réduites et à basse tension pour les appareils électroniques tels que les téléphones portables.
La couche mince d'oxyde diélectrique est générée par un processus électrolytique très similaire à celui utilisé dans l'utilisation normale du condensateur. Les dommages causés au diélectrique d’un condensateur électrolytique peuvent être corrigés automatiquement avec une utilisation régulière dans les paramètres indiqués. Il peut également être lentement détruit si l’attention n’est pas accordée à la polarité ou à la direction du courant.
La conception du condensateur électrolytique permet des propriétés particulièrement adaptées à certaines utilisations. L'utilisation d'une solution électrolytique leur donne la capacité de contenir une charge plus importante dans un volume plus petit. Cela a également conduit à certains passifs. Au début des années 2000, une formulation incorrecte de la solution électrolytique utilisée par certains fabricants a entraîné une série de défaillances connues sous le nom de peste de condensateur. Même dans un condensateur électrolytique correctement construit, l'utilisation d'une solution liquide les rend vulnérables aux défaillances dues au séchage.