Condensatoarele electrolitice prezinta proprietati remarcabile (permitivitate si rigiditate mare) si posibilitatea de obtinere a unei pelicule sub un micron, ceea ce duc la realizarea de capacitati specifice mari (sute ).Ele se bazeaza pe proprietatea oxizilor unor metale ca aluminiul si tantalul, de a conduce intr-un sens si de a prezenta o rezistenta de blocare mare in celalalt sens. De aceea, aceste condensatoare sunt polarizate.
Anodul este format dintr-o folie de aluminiu de inalta puritate, groasa de 60-100 microni, care este oxidata simultan pe ambele parti prin electroliza. Stratul de oxid gros de circa o miime de micron pentru fiecare volt al tensiunii nominale, constutuie dielectricul. Pentru marirea suprafetei anodului si deci pentru obtinerea de capacitati mari intr-un volum mic, ea nu este neteda ci asperizata prin corodare electrochimica.
Catodul este o solutie de acid boric, hidroxid de amoniu si glicoletilena, care patrunde in toti porii anodului. Aceasta solutie este mentinuta in contact cu stratul de oxid anodic pe toata suprafata prin impregnarea a 2-5 foite de hartie fara impuritati. Contactul catodic se realizeaza prin alta folie de aluminiu dar de grosime mult mai mica (10 microni), care se aseaza peste foile de hartie. Intreg ansamblul, format dintre doua folii de aluminiu (anodul si contactul catodic), avand intre ele foitele de hartie este apoi rulat pana capata o forma cilindrica. Acesta se introduce apoi in tuburi de aluminiu etansate cu dopuri de cauciuc. Contactul anodic este izolat iar contactul catodic se leaga la carcasa.
Dupa asamblarea condensatoarelor, urmeaza procesul de formare care consta in aplicarea unei tensiuni (UF) mai mare cu 5 - 10% fata de tensiunea de varf. UV este mai mare cu 10 - 50%, decat tensiunea nominala (Un). Functionarea condensatoarelor la tensiuni mai mari ca UV duce la cresterea rapida a curentului de fuga manifestata prin incalzirea puternica si degajare de gaze si in ultima instanta deteriorarea lor.
Daca se aplica o tensiune inversa (minus pe anod), atunci condensatorul nu conduce pana la o valoare de 2-3 V, dupa care curentul creste brusc asemanator cu o dioda Zener, producandu-se deteriorarea printr-o incalzire exagerata. Fenomenul se explica prin faptul ca stratul de oxid depus pe folia de metal (aluminiu) se comporta ca o jonctiune semiconductoare metal - oxid (MO) de tip NP cu pragul de deschidere de 2 - 3 V.
Daca dorim obtinerea de condensatoare de mare capacitate nepolarizate, acestea se realizeaza prin legarea in serie dar in antifaza a doua condensatoare electrolitice (ambii anozi sau ambii catozi conectati impreuna).
Gama de valori a condensatoarelor electrolitice este foarte larga mergand de la 1 µF pana la 10000 µF. Tolerantele uzuale sunt in limitele de -20% si +100%. Domeniul admis al temperaturilor de lucru este cuprins intre -20sC si +70sC. Curentul de fuga depinde de capacitatea si tensiunea nominala putand fi determinat cu o relatie data in catalog pentru fiecare tip de condensator.
Datorita modului de realizare constructiv, condensatoarele electrolitice prezinta o inductanta pronuntata care este suparatoare in circuitele de decuplare. De aceea, cand este necesar, se monteaza in paralel, condensatoare de valori mici, neinductive, cum ar fi condensatoarele ceramice sau cele cu poliester metalizat.
O problema specifica condensatoarelor electrolitice apare atunci cand din diferite motive, acestea nu sunt utilizate un timp mai mare de un an de zile. In acest cay are loc o degradare a stratului de oxid de catre electrolit si pentru a le face reutilizabile este necesar a le aplica o tensiune nominala timp de circa o ora.
Un alt condensator electrolitic este condensatorul cu tantal in care anodul este sintetizat din pulbere de tantal, care apoi se oxideaza, iar ca electrolit se utilizeaza o pelicula solida semiconductoare de MnO2. Condensatoarele cu tantal sunt utilizate in domeniul de temperatura -80sC si +85sC.
Fata de condensatoarele electrolitice cu aluminiu, condensatoarele cu tantal prezinta o serie de avantaje:
- gama frecventelor de lucru este mai larga;
- temperatura minima de functionare este mai coborata;
- fiabilitatea este mai ridicata;
- timpul de stocare este mai mare;
- curentul de fuga este extrem de mic.
Dezavantajul condensatoarelor cu tantal se manifesta in comportarea in regim
de impulsuri, prin cristalizarea Ta2O5 in punctele slabe ale peliculei (curent de fuga marit), ceea ce duce la strapungere termica. Imbunatatirea comportarii in regim de impulsuri s-a obtinut prin utilizarea pentoxidului de tantal dopat (cu molibden) ameliorand si rezistenta la tensiunea inversa, curentul in sens direct crescand nesemnificativ. Condensatoarele electrolitice cu aluminiu acopera gama (0,5 . . 150.000) si tensiuni nominale pana la 500V, iar cele cu tantal pana la o tensiune de 100+125 V, cu tolerante mai stranse, pana la 5%. (fig. 1)
