Elektrolytische condensatoren: onmisbaar in de elektronica

Slimme techniek compact verpakt: elektrolytische condensatoren worden niet alleen in de industrie en in de elektronica-industrie in hoge aantallen nodig. Ook voor elektroniktuftler en hobbyisten zijn de meest uiteenlopende condensator types onmisbare elementen van uw elektronische basisuitrusting.

Wat is een elektrolytische condensator?

De capaciteit van een elco is frequentie afhankelijk . Doordat u zich bij gelijkspanning niet efficiënt kan meten, wordt u standaard met een wisselspanning van 0,5 V en een frequentie van 100/120 Hz bij kamertemperatuur gemeten. De zo gemeten capaciteitswaarde ligt ongeveer 10 procent lager dan de waarde die de opgeslagen lading voldoet.

Hoe is een elektrolytische condensator opgebouwd?

Om zijn werking optimaal volop uitspelen te kunnen gebruiken, moet de elektrolyt de anoden oppervlak zo geheel te bedekken . Om deze reden worden ook voor vaste elektrolyten eerst in vloeibare vorm ingebracht en vervolgens verstijfd

Het bijzondere aan elektrolytische condensatoren is uw zeer dun, maar extreem spanning vaste laag alumine (ongeveer 10-9 m/V). Samen met het ruwe anode structuur (dat wil zeggen een groot anode oppervlak) leidt dit ertoe, dat elco's in vergelijking met de andere condensator vormen een relatief hoge capaciteit hebben. Uw capaciteit is wel duidelijk kleiner dan de elektrochemische super condensatoren.

Vrijwel alle elektrolytische condensatoren zijn polar, dat betekent dat u moeten volgens de juiste poolrichting worden en mogen alleen met gelijkspanning. Daarbij is de anode altijd de pluspool. Een foutieve polariteit of te hoge spanningen kunnen het diëlectricum van de elco onherstelbaar beschadigen. Aluminium elektrolytische condensatoren kunnen dan exploderen en tantal condensatoren kunnen brand. Om deze reden is altijd op de juiste polariteit van condensatoren worden gelet.

Om het gevaar van de verkeerde polariteit tot een minimum te beperken, is op alle elco's een polariteitsweergave gedrukt.

Bovendien is bij bedraade condensatoren van de plus-aansluiting meestal met een iets langere aansluitdraad uitgevoerd.

Welke elektrolytische condensator typen zijn er?

Overeenkomstig het gebruikte anode materiaal (of waarvan de oxide als diëlektricum) zijn er drie hoofdgroepen van elco's.

De eigenschappen van de laag alumine op de anode bepalen de spanningsvastheid van een elco's. Daarbij is de nominale spanning uitkiest spanning die de elco op den duur van de regeneratie, zonder dat er een doorslag komt. De spanningsvastheid van laag alumine (dat wil zeggen dat de spanning, die tot een doorslag komt) daalt bij stijgende temperatuur . Met elco's kunnen aanzienlijk kleinere nominale spanningen realiseren dan met folie- of keramische condensatoren. Dit maakt deze tot goede kandidaten voor moderne schakelingen met hoge onderdeel dichtheid.

Op elektrolytische condensatoren zijn normaal gesproken de volgende gegevens opgedrukt, waarbij de eerste vier gegevens bijna altijd te vinden zijn:

• Polariteit (belangrijk, want bij gebruik van de verkeerde polariteit worden de condensatoren onherstelbaar beschadigd)
• Nominale capaciteit of capaciteitswaarde (eventueel met tolerantie)
• Nominale spanning (hoogste toegestane gelijkspanning)
• Nominale temperatuurbereik
• Logo van de fabrikant
• Modelcode

De rastermaat RM bij radiaal bedraade elektrolytische condensatoren genoemd de afstand van de aansluitdraden.

De aangegeven capaciteit waarde op een elektrolytische condensator is een schatting van , die alleen met inachtneming van een hoge tolerantie klopt. Daarom zijn de toleranties van elco's zeer hoog .

Bij kleinere vormen worden de capaciteit en de tolerantie conform IEC/DIN EN 60062 met korte kenteken aangegeven:
 

• Μ85 = 0,85 µF of 8μ5 = 8,5 µF of 85μ = 85 µF
• In een alternatieve kort schrijfwijze geven de eerste twee cijfers de waarde in piko farad aan, het derde cijfer geeft de zehnerexponenten aan. Het getal 384 betekent dus 38∙104 pF = 0,38 µF.
• De tolerantie wordt met een letter: K = ± 10% (bij tantal condensatoren), M = ± 20 %
   

Elco's is verkrijgbaar met verschillende aansluitmogelijkheden:

Een bijzonderheid van elco's bestaat hierin, dat u van een zogeheten lekstroom (Leaked) erdoor gaat, als u een gelijkspanning met de juiste polariteit aanmaken. De oorzaak van de lekstroom ligt in verontreinigingen en mechanische beschadiging van de dielektrikums . De lekstroom is capaciteits-, spannings-, temperatuur- en tijdafhankelijk en worden bovendien ook afhankelijk van de gebruikte materialen beïnvloed. Hij wordt meestal via het product C _R ∙ U _r de nominale capaciteit en de nominale spanning aangegeven.

Hoewel de lekstroom moderne elco's tamelijk klein is, zijn ze duidelijk hoger dan bij andere condensator vormen. Daarom zijn elco's niet voor schakelingen , waarmee nauwkeurige tijd metingen worden uitgevoerd of voor de stabilisatie van hoogohmige spanningsbronnen.

Schematische voorstelling van een aluminium elektrolytcondensator

Bij een aluminium elektrolytische condensator worden de "schijven" dan een met het elektrolyt gedrenkte wikkeling in een alubecher ondergebracht en daarna met een rubberen plug afgesloten. Op basis van deze constructie ontstaat het volgende vervangingsschema :
 

Vanwege het gewikkelde opbouw van een aluminium elektrolytcondensator ontstaat echter ook een zekere inductiviteit LESL (Equivalent series inductivity = betreffende series inductie), die in serie een condensator geschakeld is. Door een meervoudige contactering van aluminium folie probeert men deze ongewenste inductiviteit zo laag mogelijk te houden. Om deze reden zijn aluminium elektrolyt-condensatoren ook niet voor hoogfrequente toepassingen.

Interessante toepassingsgebieden

Dankzij de grote capaciteit zijn uitermate elektrolytische condensatoren bijzonder
 

• Voor het ontkoppelen van ongewenste frequenties (tot enkele megahertz)
• Voor het in- en afnemen van wisselspanningssignalen (Level Shifting)
• Voor het gladstrijken gelijkgerichte spanningen in netvoedingen
• Voor het bufferen van voedingsspanningen bij plotselinge belasting punten (steuncondensator)
• Als stroom- resp. energiehouder (bijvoorbeeld in ononderbroken stroomvoorzieningen)
   

De grote capaciteit heeft ook een geringe blinde weerstand voor wisselspanningen tot gevolg. Daarom zijn elco's ook als het koppelelement voor signalen met lage frequentie doorgestuurd .

Veelgestelde vragen: de meest voorkomende vragen over elektrolytische condensatoren

Wat is het verschil tussen SMD- en SMT elco's?

Er is geen verschil tussen deze twee elco types. SMD staat voor "surface mount device" (Duits: oppervlakken geassembleerd onderdeel). De techniek, met de het onderdeel wordt gemonteerd, heet "surface mounting technology" of kort SMT (Duits: oppervlaktemontage). SMD verwijst dus op een eigenschap van de condensor, terwijl SMT op de onderliggende technologie betrekt.

Wat is een polymeer elektrolytische condensator?

In polymeer-elektrolyt-condensatoren dienen geleidende polymeren waarvan de geleidbaarheid in de buurt van degene van metalen benadert, als elektrolyt. Met behulp van deze zeer moderne elco's kunnen nog kleinere formaten en nog kleiner interne ohmse verliezen of interne inductiviteiten realiseren.

Conclusie: Zo koop de correcte elco

Wanneer u voldoende ruimte voor uw schakeling hebben en/of spanningen nodig is dat groter is dan 50 V heeft, maakt u met een aluminium elco met vloeibare elektrolyt niets verkeerd. Deze onderdelen zijn in ontelbare elektronische componenten gebruikt. Tantal- en niob-elkos opgaan in de game als u maar weinig ruimte ter beschikking heeft, bijvoorbeeld in zeer platte elektrische apparaten. Bovendien werken deze elco's over een zeer grote temperatuurbereik extreem stabiel. Als u dus via militaire en alien-toepassingen nadenken, bent u bij tantal- resp. niob-elkos op de juiste adres.