Loading AI tools
Van Wikipedia, de vrije encyclopedie
Een elektrolytische condensator (afgekort elco) is een speciale uitvoering van een condensator die het mogelijk maakt bij een relatief klein volume toch een grote capaciteit te realiseren. Een elektrolytische condensator gebruikt een specifiek isolatiemateriaal dat een grotere capaciteit oplevert dan conventionele condensatoren, maar dat niet bestand is tegen het aanleggen van de verkeerde polariteit. In dat geval zal de elco defect raken en kan deze ontploffen.
Naast de gebruikelijke aluminium-elco zijn er tegenwoordig de tantaal-elco en de niobium-elco, die op hetzelfde principe berusten, maar van andere materialen gebruikmaken.
De aluminium-elco bestaat in principe uit een elektrode van aluminium, de anode, die gedrenkt is in een elektrolyt, die de andere elektrode vormt, de kathode. De elektrolyt is zodanig dat bij het eerste formeringsproces de stroomdoorgang zorgt voor de vorming van een laagje aluminiumoxide op de anode dat het eigenlijke diëlektricum is. Aluminiumoxide is een uitstekende isolator met een hoge doorslagveldsterkte.
De praktisch uitvoering bestaat uit twee stroken aluminiumfolie, met daartussen papier gedrenkt in een elektrolyt, samen opgerold tot een handzaam formaat. De ene folie is de anode en daarvan is het oppervlak sterk opgeruwd. De anode is bedekt met een dun laagje aluminiumoxide. Door de opruwing van de anode kan een oppervlaktevergroting van meer dan een factor 100 worden bereikt. De elektrolyt vult ook de ruimte aan de oppervlakte van de met oxide bedekte anode op. De andere folie vormt de verbinding met de elektrolyt en is de kathode.
De capaciteit van een (opgerolde) plaatcondensator is:
Daarin is
De grote capaciteitswaarde van de elco is te danken aan:
Elco's hebben zelfherstellende eigenschappen. Als het oxide is beschadigd (te dun geworden) wordt het vanuit de elektrolyt weer aangevuld als er een voldoende hoge spanning op de elco wordt gezet. De elektrolyt kan verdampen door de jaren heen. In dat geval zakt de capaciteit tot vrijwel nul. De snelheid waarmee de elektrolyt naar buiten diffundeert, verdubbelt zich voor elke 10 °C hogere temperatuur.
Kwaliteitselco's hebben een levensduur van 10.000 uur bij 105 °C. Goedkope kleine elco's slechts 1000 uur bij 85 °C. Omdat elco's meestal bij veel lagere temperaturen gebruikt worden, is de werkelijke levensduur veel langer.
Verwarming van de elco vindt niet alleen plaats door de omgeving (bijvoorbeeld in een spaarlamp), maar ook doordat er rimpelstroom door de condensator loopt, die de condensator opwarmt doordat de elektrolyt door zijn vrij grote weerstand warm wordt. Bij elco's wordt dan ook altijd behalve de toelaatbare spanning opgegeven hoeveel rimpelstroom (uitgedrukt in ampère RMS) er door de elco mag lopen.
Het is gunstig als er regelmatig spanning op een elco staat, zodat het aluminiumoxide in goede staat blijft. Van elco's die te lang zonder spanning (en dan vooral bij hoge temperatuur) hebben opgeslagen gelegen kan het aluminiumoxide zo sterk zijn beschadigd (in de elektrolyt opgelost), dat de elco niet meer bruikbaar is (er ontstaat dan kortsluiting bij aanleggen van een spanning).
Een elektrolytische condensator is geen ideale condensator, met uitsluitend capacitieve eigenschappen, maar kan worden voorgesteld door een vervangingsschema zoals hiernaast afgebeeld.
Ten gevolge van de lekweerstand parallel aan de ideale capaciteit zal een condensator zelfontlading vertonen. Een lage inwendige weerstand (equivalente serieweerstand) is vooral van belang voor schakelende voedingen waarbij een hoge laad/ontlaadstroom vereist wordt.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
