Che cos'è un condensatore elettrolitico?
Un condensatore elettrolitico è un tipo di dispositivo di accumulo elettrico che utilizza una soluzione elettrolitica come uno o entrambi i suoi conduttori. Le particelle chimiche cariche chiamate ioni conducono l'elettricità in una soluzione elettrolitica. I condensatori standard sono composti da due conduttori metallici separati da un isolante chiamato dielettrico. L'uso di una soluzione elettrolitica come conduttore aumenta efficacemente la sua superficie, consentendo di immagazzinare una carica maggiore rispetto ai condensatori standard della stessa dimensione. I condensatori elettrolitici vengono spesso utilizzati nei filtri di alimentazione, immagazzinando l'elettricità necessaria per mitigare le fluttuazioni dell'uscita.
Il conduttore metallico di un condensatore elettrolitico è costituito da una lamina sottile. Il dielettrico è un ossido di questo metallo stratificato sulla lamina mediante un processo elettrochimico chiamato anodizzazione. Solo alcuni metalli supportano questo processo e l'alluminio e il tantalio sono utilizzati più frequentemente. La lamina con uno strato dielettrico costituisce l'anodo, o percorso di entrata, per una corrente elettrica. La soluzione elettrolitica e una lunghezza non isolata della lamina compongono il catodo, o percorso di uscita, per una corrente elettrica.
Un condensatore elettrolitico in alluminio è realizzato con un foglio di alluminio di elevata purezza. L'area effettiva della lamina viene aumentata mediante attacco prima che venga generato lo strato dielettrico di ossido di alluminio. Uno strato di carta assorbente viene posto tra i fogli di anodo e catodo, quindi il tutto viene arrotolato in una bobina. I connettori a perno sono collegati e il costrutto è inserito in un involucro di alluminio. Il dispositivo viene quindi immerso in un bagno elettrolitico, generalmente una soluzione di acido borico o borato di sodio, bagnando a fondo la pellicola e gli strati di carta.
I condensatori elettrolitici al tantalio erano originariamente prodotti simili alla versione in alluminio, con la notevole differenza che l'elettrolita era una soluzione di acido solforico. Viene ora prodotto un condensatore al tantalio solido anziché umido. Poiché i condensatori al tantalio sono molto più costosi dell'alluminio, sono generalmente disponibili solo in versioni a bassa tensione per dispositivi elettronici come i telefoni cellulari.
Il sottile strato di ossido dielettrico è generato da un processo elettrolitico molto simile a quello impiegato nell'uso normale del condensatore. Il danno al dielettrico di un condensatore elettrolitico può essere auto-riparato con un uso regolare entro i parametri indicati. Può anche essere lentamente distrutto se non si presta attenzione alla corretta polarità o direzione del flusso di corrente.
Il design del condensatore elettrolitico consente proprietà particolarmente adatte a determinati scopi. L'uso di una soluzione elettrolitica dà loro la capacità di contenere una carica maggiore in un volume più piccolo. Ciò ha comportato anche determinate passività. All'inizio degli anni 2000, una formulazione errata della soluzione elettrolitica utilizzata da alcuni produttori ha provocato una serie di guasti noti come peste dei condensatori. Anche in un condensatore elettrolitico correttamente costruito, l'uso di una soluzione liquida li rende vulnerabili ai guasti dovuti all'essiccamento.