Condensatore elettrolitico
Un condensatore elettrolitico è un tipo speciale di condensatore che utilizza un elettrolite per ottenere una capacità più alta, variando da 1uF a 50mF, a differenza degli altri condensatori. Un elettrolite è una soluzione con una concentrazione elevata di ioni. I condensatori elettrolitici in alluminio, tantalio e niobio sono tre classi di condensatori elettrolitici utilizzati. Ad esempio, nel condensatore elettrolitico in alluminio, vengono utilizzate due lamine metalliche di alluminio come elettrodi. La lama di alluminio con una purezza intorno al 99,9% e uno spessore di circa 20-100 um viene fatta diventare l'anodo, mentre il catodo può avere una purezza modesta intorno al 97,8%. A causa del processo elettrochimico (anodizzazione) dell'anodo, si forma uno strato di ossidi di alluminio sulla sua superficie, mentre anche il catodo sviluppa uno strato di ossido sulla sua superficie, ma è così sottile da non servire a nulla. Lo strato di ossido formato sulla superficie dell'anodo funge da mezzo dielettrico per il condensatore e ne è responsabile per la sua alta capacità per unità di volume rispetto ad altri condensatori.
La superficie sia dell'anodo che del catodo è resa ruvida per aumentare la superficie e quindi aumentarne la capacità per unità di volume. La costruzione di un condensatore elettrolitico comporta lo stacking di due lamiere di alluminio con uno spaziatore, ovvero una carta imbevuta di elettrolite tra di loro, per evitare il contatto diretto tra le due lamiere e prevenire il cortocircuito delle piastre.
L'arrangiamento stratificato viene arrotolato insieme e inserito in un contenitore cilindrico di metallo per fornire resistenza meccanica, conferendogli una forma compatta e robusta. I condensatori elettrolitici, grazie al loro design robusto e compatto, vengono utilizzati in vari elettrodomestici come le schede madri dei computer. Sono ampiamente utilizzati come filtri di rumore nei circuiti elettronici, filtri armonici nelle alimentazioni e SMPS, ecc. I condensatori elettrolitici sono condensatori polarizzati, diversamente da altri tipi di condensatore, quindi devono essere collegati correttamente nei circuiti con la polarità segnata. Se si connette un condensatore elettrolitico con la polarità opposta nel circuito, la tensione inversa applicata alla lamina metallica distruggerà lo strato di ossidi formatosi sull'anodo, causando un cortocircuito che provoca un flusso eccessivo di corrente attraverso il condensatore, causando riscaldamento e rottura del condensatore.
Per proteggere il condensatore, esso dovrebbe essere collegato con la polarità corretta, specialmente nei circuiti ad alta potenza. Un condensatore elettrolitico non è adatto per risposte di frequenza superiori a 100 kHz. Ha una corrente di perdita elevata, a causa della quale questi componenti si surriscaldano e si rompono quando vengono utilizzati per periodi prolungati. La durata del componente è molto limitata, intorno alle 1000 ore, e devono essere sostituiti dal circuito dopo un certo tempo. Un condensatore elettrolitico sviluppa calore eccessivo quando viene utilizzato un segnale di tensione ad alta frequenza e ampiezza, a causa della sua alta resistenza interna. La tensione applicata alla lamina deve essere entro i limiti per evitare la rottura dielettrica e prevenire il riscaldamento del condensatore a causa di una corrente eccessiva. L'alta capacità, la piccola dimensione e il basso costo dei condensatori elettrolitici sono responsabili del loro alto utilizzo in vari apparecchi elettrici che coinvolgono correnti elevate o operazioni a bassa frequenza, tipicamente inferiori a 100KHZ.
Fonte: Electrical4u.
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