Что такое электролитический конденсатор?

Электролитический конденсатор представляет собой тип устройства накопления электроэнергии, в котором в качестве одного или обоих проводников используется раствор электролита. Заряженные химические частицы, называемые ионами, проводят электричество в растворе электролита. Стандартные конденсаторы состоят из двух металлических проводников, разделенных изолятором, называемым диэлектриком. Использование раствора электролита в качестве проводника эффективно увеличивает площадь его поверхности, что позволяет хранить больший заряд, чем в стандартных конденсаторах того же размера. Электролитические конденсаторы часто используются в фильтрах электропитания, хранящих электроэнергию, необходимую для смягчения колебаний мощности.

Металлический проводник электролитического конденсатора выполнен из тонкой фольги. Диэлектрик представляет собой оксид этого металла, наслоенный на фольгу с помощью электрохимического процесса, называемого анодированием. Только некоторые металлы поддерживают этот процесс, и алюминий и тантал используются наиболее часто. Фольга с диэлектрическим слоем образует анод или путь входа для электрического тока. Раствор электролита и неизолированная длина фольги составляют катод или выходной канал для электрического тока.

Алюминиевый электролитический конденсатор изготовлен из алюминиевой фольги высокой чистоты. Эффективная площадь поверхности фольги увеличивается травлением до образования диэлектрического слоя из оксида алюминия. Слой впитывающей бумаги помещают между анодной и катодной фольгами, затем весь материал сворачивают в рулон. Штыревые разъемы прикреплены, а конструкция помещена в алюминиевый корпус. Затем устройство погружают в ванну с электролитом, обычно в раствор борной кислоты или бората натрия, тщательно смачивая слои фольги и бумаги.

Танталовые электролитические конденсаторы изначально производились аналогично алюминиевой версии, с заметным отличием в том, что электролит представлял собой раствор серной кислоты. Твердый, а не мокрый танталовый конденсатор теперь производится. Поскольку танталовые конденсаторы намного дороже алюминиевых, они обычно доступны только в небольших, низковольтных версиях для электронных устройств, таких как сотовые телефоны.

Тонкий слой оксида диэлектрика создается электролитическим процессом, очень похожим на тот, который используется при обычном использовании конденсатора. Повреждение диэлектрика электролитического конденсатора может быть самовосстанавливающимся при регулярном использовании в пределах заявленных параметров. Он также может медленно разрушаться, если не обращать внимания на правильную полярность или направление протекания тока.

Конструкция электролитического конденсатора обеспечивает свойства, особенно подходящие для определенных целей. Использование электролитического раствора дает им возможность удерживать больший заряд в меньшем объеме. Это также привело к определенным обязательствам. В начале 2000-х, неправильная формулировка раствора электролита, используемого некоторыми производителями, привела к серии отказов, известных как чума конденсатора. Даже в правильно сконструированном электролитическом конденсаторе использование жидкого раствора делает их уязвимыми для разрушения от высыхания.