Capacitor electrolítico

Hoy te hablare de uno de los tipos de capacitores mas importantes, el Capacitor electrolítico, veremos ¿Qué es? su principales características y como se diferencia del resto de capacitores, y ya saben amigos si les gusta me ayudarían mucho compartiendo este post en sus redes sociales.

¿Qué es el Capacitor electrolítico?

El capacitor electrolítico es un tipo de capacitor que utiliza cierto liquido iónico como una de sus placas, suelen tener capacitancias altas en dimensiones reducidas.

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Recordemos que en un capacitor existen dos capas, pues en un condensador electrolítico una de estas capas esta compuesta por un liquido iónico, el cual es simplemente una sustancia que se compone de iones libres lo que hace que se comporte como un conductor eléctrico. A esta sustancia se le conoce como un electrolítico o electrólito, de allí su nombre.

Este tipo de capacitor como cualquier otro expresa el valor de su capacitancia en unidades de faradios, si gustas puedes revisar estos otros post donde te hablo de estos dos conceptos:

¿Para qué sirve un capacitor electrolítico?

Como todo capacitor los condensadores electrolíticos sirven para almacenar energía en forma de carga eléctrica, no obstante, este componente tiene mas capacitancia por unidad de volumen, en donde son capaces de soportar mas corriente que otros capacitores y con excelente respuesta a frecuencias bajas.

Dadas estas dos características de corriente y frecuencia, son muy utilizados en la etapa de filtrado en fuentes de alimentación, en donde, se almacena la carga, moderan el voltaje de salida y filtran el rizado en la salida rectificadora de dichas fuentes.

Principio del funcionamiento del capacitor electrolítico

Como todo capacitor este condensador esta formado por dos placas conductoras, las cuales están frente a frente separadas por un elemento conocido como dieléctrico, pero como acabamos de ver, una de las capas en este componente es de un liquido electrolítico.

Ahora, en un capacitor sabemos que la capacitancia es directamente proporcional al área de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que hay entre dichas placas, por lo tanto:

  • Si el área de las placas es grande, también lo sera su valor de capacitancia.
  • Ahora, entre mas grande sea la distancia entre las placas, el aislamiento será mayor al igual que la tensión de trabajo en el capacitor y la capacitancia disminuirá.

Capacitancia en un condensador electrolítico

La formula de la capacitancia es la misma que en cualquier otro capacitor

Capacitancia en un capacitor

Donde:

  • C es la capacitancia
  • A es el área de las placas en metros cuadrados
  • D es la distancia en metros
  • ε es la permitividad

En esta ecuación se ve mas claro lo dicho anteriormente entre mas área o mayor sea la permitividad habrá mas capacitancia y entre mas distancia menos capacitancia.

Fabricación de un capacitor electrolítico

Como vimos si la permitividad aumenta la capacitancia será mayor, en un condensador de este tipo el dieléctrico es un electrolito que en la mayoría de los casos es óxido de aluminio impregnado en un papel absorbente, lo cual definirá

En la fabricación de un capacitor electrolítico se utilizan dos laminas de aluminio separadas por un tipo de papel absorbente el cual es impregnado de un dieléctrico como el que te mencione anteriormente.

Partes de un capacitor electrolítico

Partes de un capacitor electrolítico

Características del capacitor electrolítico

¿Qué te parece si para este apartado hacemos una pequeña lista?

  • Es un tubo de aluminio sellado dentro del cual tenemos a nuestro capacitor.
  • Este condensador posee una válvula de seguridad que se abre si en dado caso el electrolito entra en ebullición, con lo que se evita el riesgo de una explosión, pero se sumamente cuidadoso y si tienes dudas apóyate en alguien mas experimentado, no te la juegues, es mejor prevenir riesgos.
  • El condensador electrolítico es un componente polarizado, por lo que no puedes invertir las terminales durante el montaje o conexión.
  • En estos capacitores el voltaje entre sus terminales no es muy alto, si requieres algo potente seguramente necesitaras un capacitor de grandes dimensiones para compensar la carga.

¿Cómo se conecta un capacitor electrolítico?

Desde mi punto de vista no tiene nada de difícil la conexión de este capacitor, solo tienes que identificar en la carcasa el signo menos, con lo cual sabrás que pata es cual y así como tal montarlo en tu placa o protoboard, mas con mas, menos con menos.

Símbolo de un capacitor o codensador

Polaridad del capacitor electrolítico

Bien como puedes observar en la imagen anterior, los capacitores electrolíticos muestran la polaridad en sus encapsulado o envoltorio con una franja que indica cual es la terminal negativa.

Otra característica innata de este componente es que el terminal negativo o popularmente dicho, la pata negativa es mas corta que la positiva, pero ten cuidado, he visto casos donde al saber esto se confían y no observan el envoltorio, lo cual es un poco peligroso ya que imagina que alguien a utilizado el mismo capacitor y corto las patas y ahora la positiva es mas corta, algo casi impensable pero que puede suceder, ten cuidado.

¿Qué pasa si conectamos un capacitor electrolítico al revés?

Bueno, pues técnicamente los condensadores electrolíticos pueden soportar un voltaje inverso solo por un corto periodo de tiempo y durante este lapso el capacitor conducirá mucha corriente y por lo tanto, no se comportará como un condensador.

Y ahora te preguntaras, ¿Pero en corriente alterna el sentido se invierte? Y por ende, el capacitor estará polarizado en inversa. Y es cierto, aquí es donde como diseñadores electrónicos debemos hacer los cálculos adecuados para que el tiempo en que el capacitor se encuentre en inversa sea despreciable y no dañe o afecte la vida útil del componente.

Comportamiento eléctrico del capacitor electrolítico

Para ejemplificar esto será mas fácil si primero observas el siguiente circuito equivalente

Circuito eléctrico equivalente de un capacitor electrolítico

Donde

  • Rleakage es la resistencia iterna
  • RESR es la resistencia serie equivalente
  • LESL es la inductancia serie equivalente

Como puedes observar el modelo equivalente es la conexión de un capacitor en paralelo con una resistencia que a su vez esta en serie con otra resistencia y una inductancia.

Ahora, RESR  entre mas pequeña es mejor pues por aquí es donde se da la perdida de potencia y es mas notorio cuando el condensador es utilizado para suavizar los picos de voltaje.

Aunque hay varios modelos equivalentes, aquí te muestro el mas común ya que en algunos otros se muestra los efectos de la absorción del dieléctrico y otros efectos no ideales asociados directamente al capacitor.

Efectos de la temperatura en un capacitor electrolítico

Los efectos de la temperatura los notamos prácticamente en el electrolito, ya que estas sustancias suelen evaporarse en un rango de horas a ciertas temperaturas, por ejemplo en un caso típico se tiene:

  • A 105 °C tardaría aproximadamente 2000
  • El tiempo se reduce al doble por cada 10 °C menos
  • Por lo regular aunque no es una regla los condensadores duran aproximadamente 15 años a temperaturas que rondan los 45 °C
  • En la mayoría de los casos los capacitores se piensan para funcionar a 85 °C aproximadamente, obstante el rango caria entre -50 °C a 150 °C

¿Cómo saber si un capacitor esta dañado?

A simple vista podemos ver si nuestro componente esta degradado o de plano ya no funciona y lo mas fácil es ver si esta inflado o el envoltorio tiene grietas.

Una falla muy común se da en la capa de óxido donde se produce un corto circuito provocando una disminución de la tensión de trabajo en el capacitor, lo cual puedes medir fácilmente con prácticamente cualquier multímetro.

Si se da la condición de corto circuito la corriente de fuga aumenta provocando sobre calentamiento interno, seguido de la evaporación del ácido lo cual puede superar la presión hermética del tapón de goma lo que puede terminar en una explosión.

Excelente ya sabes lo mas importante sobre el capacitor electrolítico ahora ponlo a prueba y sigue aprendiendo con estas otros post que tengo

Juan Carlos G - Capacitores .Net

Juan Carlos G.

Electrónica y desarrollo de software


Estudie Electrónica en la UNAM y me encanta hablar y publicar estos temas para ayudar a los demás a comprender ciertos temas que muchas veces son complicados de entender. Espero que este blog, el cual lo he dedicado a hablar de los Capacitores y productos relacionados a este componente, te sea de gran ayuda, amigo o amiga electrónica.

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