Condensador Eletrolítico

Um capacitor eletrolítico é um tipo especial de capacitor que utiliza um eletrólito para alcançar uma capacitância maior, variando de 1uF a 50mF, em contraste com outros capacitores. Um eletrólito é uma solução com alta concentração de íons. Capacitores eletrolíticos de alumínio, tântalo e nióbio são três classes de capacitores eletrolíticos utilizados. Por exemplo, no capacitor eletrolítico de alumínio, duas folhas metálicas de alumínio são usadas como eletrodos. A folha de alumínio metálico com pureza em torno de (99,9%) e espessura em torno de 20-100 µm é feita o ânodo, enquanto o cátodo pode ter um nível de pureza modesto, cerca de 97,8%. Devido ao processo eletroquímico (anodização) do ânodo, uma camada de óxidos de alumínio se forma em sua superfície, enquanto o cátodo também desenvolve uma camada de óxido em sua superfície, mas é muito fina, portanto, não serve para nada. A camada de óxido formada na superfície do ânodo atua como meio dielétrico para o capacitor e é responsável por sua alta capacitância por unidade de volume em comparação com outros capacitores.

A superfície tanto do ânodo quanto do cátodo são rugosas para aumentar a área de superfície, e assim aumentar sua capacitância por unidade de volume. A construção de um capacitor eletrolítico envolve o empilhamento de duas folhas de alumínio com um espaçador, ou seja, um papel embebido em eletrólito entre eles, para evitar o contato direto entre as duas folhas e prevenir o curto-circuito das placas.

O arranjo empilhado é enrolado juntamente e colocado em uma lata metálica cilíndrica para fornecer resistência mecânica, proporcionando-lhe uma forma compacta e robusta. Os capacitores eletrolíticos, devido ao seu design robusto e compacto, são usados em diversos aparelhos elétricos, como nas placas-mãe de computadores. Eles são amplamente utilizados como filtros de ruído em circuitos eletrônicos, filtros harmônicos em fontes de alimentação e SMPS, etc. Os capacitores eletrolíticos são capacitores polarizados, ao contrário de outros tipos de capacitor, portanto, devem ser conectados corretamente nos circuitos com a polaridade marcada. Se conectarmos um capacitor eletrolítico com polaridade oposta no circuito, a tensão reversa aplicada na folha metálica destruirá a camada de óxidos formada no ânodo, e assim ocorrerá um curto-circuito, causando um fluxo excessivo de corrente através do capacitor, causando aquecimento, resultando em ruptura do capacitor.

Para proteger o capacitor, ele deve ser conectado com a polaridade correta, especialmente em circuitos de alta potência. Um capacitor eletrolítico não é adequado para resposta de frequência acima de 100 kHz. Ele tem uma corrente de fuga alta, devido à qual esses componentes ficam quentes e rompem quando usados por períodos mais longos. A vida útil do componente é muito limitada, em torno de 1000 horas, e eles precisam ser substituídos no circuito após um tempo fixo. Um capacitor eletrolítico gera calor excessivo quando sinal de tensão de alta frequência e alta amplitude é usado devido à sua alta resistência interna. A tensão aplicada na folha deve estar dentro do limite para evitar a quebra do dielétrico e prevenir o aquecimento do capacitor devido ao fluxo excessivo de corrente que é desviada por ele. O alto valor de capacitância, tamanho pequeno e baixo custo dos capacitores eletrolíticos são responsáveis por seu alto uso em vários aparelhos de energia envolvendo operação de alta corrente ou baixa frequência, tipicamente abaixo de 100KHZ.

Fonte: Electrical4u.

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