Co to jest kondensator elektrolityczny?
Kondensator elektrolityczny jest rodzajem elektrycznego urządzenia magazynującego, które wykorzystuje roztwór elektrolitu jako jeden lub oba jego przewodniki. Naładowane cząstki chemiczne zwane jonami przewodzą prąd w roztworze elektrolitu. Standardowe kondensatory składają się z dwóch metalowych przewodników oddzielonych izolatorem zwanym dielektrykiem. Zastosowanie roztworu elektrolitu jako przewodnika skutecznie zwiększa jego powierzchnię, pozwalając na przechowywanie większego ładunku niż w standardowych kondensatorach tej samej wielkości. Kondensatory elektrolityczne są często stosowane w filtrach zasilających, przechowując energię elektryczną potrzebną do złagodzenia wahań mocy wyjściowej.
Metalowy przewodnik kondensatora elektrolitycznego jest wykonany z cienkiej folii. Dielektryk jest tlenkiem tego metalu nawarstwionym na folię w procesie elektrochemicznym zwanym anodowaniem. Tylko niektóre metale wspierają ten proces, a aluminium i tantal są najczęściej używane. Folia z warstwą dielektryczną tworzy anodę lub ścieżkę wejścia prądu elektrycznego. Roztwór elektrolitu i nieizolowana długość folii tworzą katodę lub ścieżkę wyjściową dla prądu elektrycznego.
Aluminiowy kondensator elektrolityczny wykonany jest z folii aluminiowej o wysokiej czystości. Efektywne pole powierzchni folii zwiększa się poprzez trawienie przed wytworzeniem warstwy dielektrycznej tlenku glinu. Warstwa papieru chłonnego jest umieszczana między folią anodową i katodową, a następnie całość jest zwijana w cewkę. Złącza wtykowe są przymocowane, a konstrukcja umieszczona w aluminiowej obudowie. Następnie urządzenie zanurza się w kąpieli elektrolitycznej, zwykle w roztworze kwasu borowego lub boranu sodu, dokładnie zwilżając folię i warstwy papieru.
Kondensatory elektrolityczne tantalu były pierwotnie produkowane podobnie do wersji aluminiowej, z zauważalną różnicą, że elektrolit był roztworem kwasu siarkowego. Teraz produkowany jest raczej stały niż mokry kondensator tantalu. Ponieważ kondensatory tantalowe są znacznie droższe niż aluminium, są one ogólnie dostępne tylko w małych, niskonapięciowych wersjach dla urządzeń elektronicznych, takich jak telefony komórkowe.
Cienka warstwa tlenku dielektrycznego jest wytwarzana w procesie elektrolitycznym bardzo podobnym do tego stosowanego w normalnym użytkowaniu kondensatora. Uszkodzenie dielektryka kondensatora elektrolitycznego może być samonaprawiające się przy regularnym stosowaniu w określonych parametrach. Może być również powoli niszczony, jeśli nie zostanie zwrócona uwagę na właściwą polaryzację lub kierunek przepływu prądu.
Konstrukcja kondensatora elektrolitycznego zapewnia właściwości szczególnie odpowiednie do określonych celów. Zastosowanie roztworu elektrolitycznego daje im możliwość utrzymania większego ładunku w mniejszej objętości. Doprowadziło to również do pewnych zobowiązań. Na początku 2000 roku niewłaściwe sformułowanie roztworu elektrolitu stosowane przez niektórych producentów spowodowało szereg awarii zwanych plagą kondensatorów. Nawet w odpowiednio skonstruowanym kondensatorze elektrolitycznym zastosowanie ciekłego roztworu sprawia, że są one podatne na awarię po wyschnięciu.