Wat is een elektrolytische condensator?
Een elektrolytische condensator is een type elektrisch opslagapparaat dat een elektrolytoplossing gebruikt als een of beide geleiders. Geladen chemische deeltjes, ionen genoemd, geleiden elektriciteit in een elektrolytoplossing. Standaard condensatoren zijn samengesteld uit twee metalen geleiders gescheiden door een isolator genaamd de diëlektrische. Het gebruik van een elektrolytoplossing als een geleider vergroot effectief het oppervlak, waardoor een grotere lading kan worden opgeslagen dan in standaardcondensatoren van dezelfde grootte. Elektrolytische condensatoren worden vaak gebruikt in voedingsfilters en slaan de elektriciteit op die nodig is om fluctuaties in de output te verminderen.
De metalen geleider van een elektrolytische condensator is gemaakt van een dunne folie. Het diëlektricum is een oxide van dit metaal dat op de folie is aangebracht door een elektrochemisch proces dat anodisatie wordt genoemd. Alleen bepaalde metalen ondersteunen dit proces en aluminium en tantaal worden het meest gebruikt. De folie met een diëlektrische laag vormt de anode of het invoerpad voor een elektrische stroom. De elektrolytoplossing en een niet-geïsoleerde lengte van folie vormen de kathode of uitgangspad voor een elektrische stroom.
Een aluminium elektrolytische condensator is gemaakt van een zeer zuivere aluminiumfolie. Het effectieve oppervlak van de folie wordt vergroot door etsen voordat de aluminiumoxide diëlektrische laag wordt gegenereerd. Een laag absorberend papier wordt tussen de anode- en kathodefolies geplaatst en vervolgens wordt het geheel tot een spiraal gerold. Pin-connectoren worden bevestigd en het construct wordt in een aluminium behuizing geplaatst. Het apparaat wordt vervolgens ondergedompeld in een elektrolytbad, meestal een oplossing van boorzuur of natriumboraat, waarbij de folie- en papierlagen grondig worden bevochtigd.
Elektrolytische condensatoren van tantaal werden oorspronkelijk geproduceerd vergelijkbaar met de aluminiumversie, met het opmerkelijke verschil dat de elektrolyt een zwavelzuuroplossing was. Er wordt nu een vaste in plaats van natte tantaalcondensator geproduceerd. Omdat tantaalcondensatoren veel duurder zijn dan aluminium, zijn ze over het algemeen alleen beschikbaar in kleine, laagspanningsversies voor elektronische apparaten zoals mobiele telefoons.
De dunne, diëlektrische oxidelaag wordt gegenereerd door een elektrolytisch proces dat erg lijkt op dat gebruikt bij het normale gebruik van de condensator. Schade aan het diëlektricum van een elektrolytische condensator kan zelfherstellend zijn bij regelmatig gebruik binnen de aangegeven parameters. Het kan ook langzaam worden vernietigd als er geen aandacht wordt besteed aan de juiste polariteit of stroomrichting.
Het ontwerp van de elektrolytische condensator maakt eigenschappen mogelijk die bijzonder geschikt zijn voor bepaalde doeleinden. Het gebruik van een elektrolytische oplossing geeft hen de mogelijkheid om een grotere lading te houden in een kleiner volume. Dit heeft ook geleid tot bepaalde verplichtingen. In de vroege jaren 2000 resulteerde een onjuiste formulering van de elektrolytoplossing die door sommige fabrikanten werd gebruikt, in een reeks fouten die bekend staan als condensatorplaag. Zelfs in een goed geconstrueerde elektrolytische condensator maakt het gebruik van een vloeibare oplossing ze kwetsbaar voor uitdroging.