Condensateur électrolytique

Un condensateur électrolytique est un type spécial de condensateur qui utilise un électrolyte pour atteindre une plus grande capacité allant de 1 μF à 50 mF, contrairement aux autres condensateurs. Un électrolyte est une solution ayant une forte concentration d'ions. Les condensateurs électrolytiques en aluminium, en tantale et en niobium sont trois classes de condensateurs électrolytiques utilisés. Par exemple, dans le condensateur électrolytique en aluminium, deux feuilles de métal en aluminium sont utilisées comme électrodes. La feuille de métal en aluminium avec une pureté d'environ (99,9%) et une épaisseur d'environ 20 à 100 μm est faite anode tandis que la cathode peut être d'un niveau de pureté modeste d'environ 97,8%. En raison du processus électrochimique (anodisation) de l'anode, une couche d'oxydes d'aluminium se forme sur sa surface tandis que la cathode développe également une couche d'oxyde sur sa surface, mais elle est très fine et ne sert donc à rien. La couche d'oxyde formée sur la surface de l'anode sert de milieu diélectrique pour le condensateur et est responsable de sa haute capacité par unité de volume par rapport à d'autres condensateurs.

La surface des deux anodes et cathodes est rugueuse afin d'augmenter la surface et ainsi augmenter sa capacité par unité de volume. La construction d'un condensateur électrolytique implique le empilement de deux feuilles d'aluminium avec un espaceur, c'est-à-dire un papier imbibé d'électrolyte entre elles afin d'éviter tout contact direct entre les deux feuilles pour prévenir le court-circuit des plaques.

L'arrangement empilé est roulé ensemble et placé dans un boîtier cylindrique en métal pour fournir une résistance mécanique, lui donnant ainsi une forme compacte et robuste. Les condensateurs électrolytiques, en raison de leur conception robuste et compacte, sont utilisés dans divers appareils électriques comme les cartes mères d'ordinateurs. Ils sont largement utilisés comme filtres de bruit dans les circuits électroniques, filtres harmoniques dans les alimentations et SMPS, etc. Les condensateurs électrolytiques sont des condensateurs polarisés, contrairement à d'autres types de condensateur, ils doivent donc être correctement connectés dans les circuits avec la polarité marquée. Si nous connectons un condensateur électrolytique en polarité inverse dans le circuit, la tension inverse appliquée à travers la feuille de métal détruira la couche d'oxyde formée sur l'anode, et un court-circuit se produira, causant un courant excessif qui passera à travers le condensateur, provoquant un chauffage qui entraînera la rupture du condensateur.

Pour protéger le condensateur, il doit être connecté avec la bonne polarité, surtout dans les circuits impliquant des applications de haute puissance. Un condensateur électrolytique n'est pas adapté pour une réponse en fréquence supérieure à 100 kHz. Il a un courant de fuite élevé, ce qui fait que ces composants deviennent chauds et se rompent lorsqu'ils sont utilisés pendant une longue durée. La durée de vie du composant est très limitée, environ 1000 heures, et ils doivent être remplacés après un certain temps. Un condensateur électrolytique génère une chaleur excessive lorsque des signaux de tension de haute fréquence et de haute amplitude sont utilisés en raison de sa haute résistance interne. La tension appliquée à travers la feuille doit être dans la limite pour éviter la rupture diélectrique et pour prévenir le chauffage du condensateur en raison d'un courant excessif qui y est tiré. Les condensateurs électrolytiques ont une valeur de capacité élevée, une taille réduite et un coût bas, ce qui explique leur utilisation élevée dans divers appareils électriques impliquant des opérations à haut courant ou à basse fréquence, typiquement inférieures à 100 kHz.

Source : Electrical4u.

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