O que é capacitor eletrolítico: construção, símbolos e vantagens

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Um eletrolítico capacitor é popularmente conhecido como um capacitor polarizado, em que o ânodo tem Tensão do que o cátodo. Eles são usados ​​em aplicações de filtragem, filtros passa-baixa, circuitos amplificadores de áudio e muito mais. Metais como alumínio, tântalo, nióbio, manganês, etc. formam uma camada de óxido no processo eletroquímico, que bloqueia a corrente elétrica fluindo em uma direção, mas permite o fluxo da corrente na direção oposta. Este fenômeno foi observado pela primeira vez por Johann Heinrich Buff (1805-1878), o físico e químico alemão em 1857. O pesquisador e fundador francês Eugene Ducretet em 1875 foi a primeira pessoa a implementar essa ideia e inventou o termo 'válvula de metal' para esses metais. O desenvolvimento real de capacitores eletrolíticos com folhas enroladas é separado por papel, iniciado por A. Eckel de Hydra-Werke (Alemanha) em 1927, combinado com a ideia de Samuel Ruben de construção empilhada.

O que é um capacitor eletrolítico?

Uma definição de capacitor eletrolítico é, é um capacitor polarizado cujo ânodo tem uma tensão mais alta ou mais positiva do que o cátodo. Como o nome sugere, é um capacitor polarizado e uma função de capacitor eletrolítico, ele usa um eletrólito para operar com uma voltagem mais alta ou mais positiva no ânodo do que no cátodo. Portanto, o terminal do ânodo é denotado com um sinal positivo, enquanto o cátodo com um sinal negativo. Aplicar uma tensão de polaridade reversa de 1 a 1,5 volts pode destruir o capacitor e o dielétrico e o resultado é perigoso, levando a uma explosão ou incêndio.




Um capacitor eletrolítico usa um eletrólito, na forma de sólido, líquido ou gel - serve como cátodo ou placa negativa para atingir uma capacitância muito maior por unidade de volume. Por outro lado, uma placa positiva ou ânodo de metal atua como uma camada de óxido isolante formada por anodização. Isso permite que uma camada de óxido funcione como o dielétrico do capacitor.

Construção

A construção do capacitor eletrolítico envolve duas camadas finas de folha de alumínio - a folha lisa e a folha gravada. Essas duas folhas são separadas por um eletrólito. Para definir a polaridade de duas folhas, elas são anodizadas pelo crescimento químico de uma fina camada de óxido de alumínio para formar o ânodo e se distinguir do cátodo. No processo de construção do capacitor eletrolítico, são formados o cátodo e o ânodo anodizado, que é separado por um eletrólito (papel embebido em eletrólito).



Durante a operação padrão, o ânodo é mantido positivo em relação ao cátodo, portanto, o cátodo é indicado com um sinal negativo (-) no corpo do capacitor. Como o alumínio é um dispositivo polarizado, aplicar uma tensão reversa nesses terminais produziria o isolamento do capacitor, danificando o capacitor.

A propriedade única de um capacitor de alumínio é o processo de autocura de um capacitor danificado. Durante a voltagem reversa, a camada de óxido é removida da folha, ainda permitindo que a corrente passe de uma folha para outra.


Símbolo do capacitor eletrolítico

O símbolo do capacitor eletrolítico é mostrado na figura abaixo. Os símbolos do capacitor são de dois tipos. O segundo símbolo (b) representa o capacitor polarizado, que pode ser um capacitor eletrolítico ou de tântalo. A placa curva no símbolo indica que o capacitor está polarizado e é o cátodo, que é mantido em uma tensão mais baixa do que o ânodo. O primeiro símbolo (a) na figura abaixo representa o capacitor não polarizado.

Polaridade

Saber a polaridade de qualquer dispositivo é importante para construir qualquer Circuitos eletrônicos . Conectar de outra forma pode destruir o capacitor. Embora alguns capacitores não sejam polarizados, como os capacitores de cerâmica (1 µF ou menos), eles podem ser conectados de qualquer forma.

Capacitor cerâmico

Capacitor cerâmico

Em certos casos, o cabo positivo do capacitor seria mais longo do que o cabo negativo. Às vezes, os terminais do capacitor são ajustados, onde o usuário deve ter cuidado ao conectar o capacitor.

Os capacitores de tântalo e alumínio consistem em uma polaridade marcada com o sinal de mais (+) indicando o lado do ânodo.

O tipo de eletrólito não sólido de capacitor eletrolítico consiste em uma polaridade marcada com o sinal de menos (-) indicando o lado do cátodo.

Não sólido

Não sólido

O tipo de eletrólito sólido dos capacitores eletrolíticos consiste em uma polaridade marcada com o sinal de mais indicando o lado do ânodo, mas ausente para capacitores de LED cilíndricos e de polímero SMD.

Sólido

Sólido

Valores do capacitor eletrolítico

Dependendo da estrutura do ânodo e do eletrólito, os valores da capacitância eletrolítica tendem a ser influenciados. Com o eletrólito não sólido, os capacitores eletrolíticos exibem um desvio mais amplo para as faixas de frequência e temperatura do que os eletrólitos sólidos.

A unidade básica do capacitor eletrolítico é expressa como microfarad (μF). Nas fichas técnicas preparadas pelos fabricantes, o valor da capacitância é mencionado como capacitância nominal (CR) ou capacitância nominal (CN). Esses são os valores para os quais a capacitância está sendo projetada.

Os capacitores eletrolíticos são a grande estrutura cilíndrica, que é polarizada e tem maior capacitância .

Os valores e unidades dos capacitores eletrolíticos são impressos de forma legível no corpo dos capacitores. Começando da esquerda para a direita, 1µF, 10µF, 100µF, 1000µF.

Tipos de capacitores eletrolíticos

Com base no tipo de material e eletrólito usado, os capacitores eletrolíticos são classificados nos seguintes tipos.

Capacitor eletrolítico de alumínio

Capacitores eletrolíticos de alumínio são capacitores polarizados, nos quais o terminal anódico (+) é formado de folha de alumínio junto com uma superfície gravada. O processo de anodização produz uma fina camada isolante de óxido, que atua como um dielétrico. O cátodo é formado através da segunda folha de alumínio quando um eletrólito não sólido mascara a área de superfície rugosa da camada de óxido.

Capacitor Não Eletrolítico

Os capacitores não eletrolíticos são aqueles capacitores que compreendem um 'material isolante' como um dielétrico na forma não eletrolítica. Esse tipo de capacitores não é polarizado e tem muitos usos.

Capacitor eletrolítico de tântalo

O capacitor eletrolítico de tântalo oferece menor corrente de fuga e ESR. Ele usa metal de tântalo que funciona como um ânodo, envolvido por uma camada de óxido para funcionar como um dielétrico e, posteriormente, envolvido por um cátodo condutor. Esses capacitores são dispositivos polarizados inatamente e são altamente estáveis. Ele opera de forma eficiente com frequência excepcional quando conectado corretamente.

Óxido de Nióbio - Capacitor Eletrolítico

A construção dos capacitores eletrolíticos de óxido de nióbio é semelhante aos capacitores de tântalo. Usava óxido de nióbio em vez de metal de tântalo para atuar como ânodo. O óxido de nióbio está disponível em abundância e oferece características extremamente estáveis ​​do que o capacitor de tântalo.

Usos / Aplicações

Uma ampla gama de capacitor eletrolítico as aplicações são as seguintes

  • Usado em aplicações de filtragem para reduzir a ondulação nas fontes de alimentação
  • Usado como um filtro passa-baixo para suavizar os sinais de entrada e saída
  • Usado em circuitos de amplificação de áudio como filtros para reduzir o zumbido

Vantagens e desvantagens

As vantagens do capacitor eletrolítico estamos

  • Usado para atingir alto valor de capacitância
  • Usado em aplicações de baixa frequência
  • Os capacitores de tântalo são preferidos em relação a outros tipos por causa das desvantagens de alta estabilidade do capacitor eletrolítico são as seguintes:
  • Deve estar atento para garantir que os capacitores sejam corrigidos com os terminais corretos
  • A tensão reversa pode danificar o capacitor
  • É facilmente afetado devido à mudança de temperatura
  • Capacitor quando usado com uma combinação de não eletrólito aumenta o tamanho do capacitor

FAQ's

1. Onde os capacitores eletrolíticos são usados?

Eles são usados ​​em aplicações de filtragem, circuitos de amplificação de áudio e em filtros de passagem baixa

2. Como você identifica um capacitor eletrolítico?

Os capacitores eletrolíticos geralmente são marcados com uma faixa, que indica o terminal negativo. A derivação positiva geralmente é mais longa do que a negativa.

3. Os capacitores têm óleo?

sim. Capacitores a óleo estão disponíveis e geralmente são de alta potência e alta tensão.

4. Os capacitores eletrolíticos são AC ou DC?

Os capacitores eletrolíticos são geralmente usados ​​em circuitos com fonte de alimentação CC. Tensões CA podem danificar o capacitor.

5. Qual é a vida útil média de um capacitor?

A expectativa de vida média de um capacitor é de 15 anos. A vida útil pode ser reduzida se a ondulação da corrente for excessiva e aquecer o capacitor.

Neste artigo, o leitor conhece os insights do capacitor eletrolítico. Discutimos a definição, construção, polaridade e marcação, aplicações e vantagens e desvantagens. Além disso, o leitor pode conhecer os tipos de eletrolíticos capacitores .