Cómo saber la polaridad de un condensador electrolítico

Los condensadores tienen una variedad de diseños para usos en aplicaciones informáticas y filtrado de señales eléctricas en circuitos. A pesar de las diferencias en las formas en que están construidos y para qué se utilizan, todos funcionan según los mismos principios electroquímicos.

Cuando los ingenieros los construyen, tienen en cuenta cantidades como el valor de capacitancia, el voltaje nominal, el voltaje inverso y la corriente de fuga para asegurarse de que sean ideales para sus usos. Cuando desee almacenar una gran cantidad de carga en un circuito eléctrico, obtenga más información sobre los condensadores electrolíticos.

Para averiguar la polaridad del condensador, la franja de un condensador electrolítico le indica el extremo negativo. Para los condensadores con conductores axiales (en los que los conductores salen de los extremos opuestos del condensador), puede haber una flecha que apunte al extremo negativo, que simboliza el flujo de carga.

Asegúrese de saber cuál es la polaridad de un condensador para poder conectarlo a un circuito eléctrico en la dirección adecuada. La instalación en la dirección incorrecta puede provocar un cortocircuito o un sobrecalentamiento del circuito.

• Puede determinar la polaridad de un capacitor electrolítico midiendo su caída de voltaje y capacitancia en un circuito eléctrico. Asegúrese de prestar mucha atención al lado positivo y al lado negativo del capacitor para que no lo dañe ni al resto del circuito. Utilice precauciones de seguridad cuando trabaje con condensadores.

En algunos casos, el extremo positivo del capacitor puede ser más largo que el negativo, pero debe tener cuidado con este criterio porque muchos capacitores tienen sus cables recortados. Un condensador de tantalio a veces puede tener un signo más (+) que indica el extremo positivo.

Algunos condensadores electrolíticos se pueden utilizar de forma bipolar, lo que les permite invertir la polaridad cuando sea necesario. Lo hacen cambiando entre el flujo de carga a través de un circuito de corriente alterna (CA).

Algunos condensadores electrolíticos están diseñados para funcionamiento bipolar mediante métodos no polarizados. Estos condensadores están construidos con dos placas de ánodo que están conectadas en polaridad inversa. En porciones sucesivas del ciclo de CA, un óxido funciona como dieléctrico de bloqueo. Evita que la corriente inversa destruya el electrolito opuesto.

Un capacitor electrolítico usa un electrolito para aumentar la cantidad de capacitancia, o su capacidad para almacenar carga, que puede alcanzar. Están polarizados, lo que significa que sus cargas se alinean en una distribución que les permite almacenar carga. El electrolito, en este caso, es un líquido o gel que tiene una gran cantidad de iones que hace que se cargue fácilmente.

Cuando los condensadores electrolíticos están polarizados, el voltaje o potencial en el terminal positivo es mayor que en el negativo, lo que permite que la carga fluya libremente por todo el condensador.

Cuando el condensador está polarizado, generalmente se marca con un signo menos (-) o más (+) para indicar los extremos negativo y positivo. Preste mucha atención a esto porque, si conecta un condensador en un circuito de manera incorrecta, puede cortocircuitarse circuito, como en, una corriente que es tan grande fluye a través del condensador que puede dañarlo permanentemente.

Aunque una gran capacitancia permite que los condensadores electrolíticos almacenen mayores cantidades de carga, pueden estar sujetos a fugas. corrientes y pueden no cumplir con las tolerancias de valor apropiadas, la cantidad que se permite que varíe una capacitancia para propósitos. Ciertos factores de diseño también pueden limitar la vida útil de los condensadores electrolíticos si los condensadores son propensos a desgastarse fácilmente después de un uso repetido.

Debido a esta polaridad de un condensador electrolítico, deben tener polarización directa. Esto significa que el extremo positivo del capacitor debe tener un voltaje más alto que el negativo para que la carga fluya a través del circuito desde el extremo positivo al negativo.

Conectar un condensador a un circuito en la dirección incorrecta puede dañar el material de óxido de aluminio que aísla el condensador o provocar un cortocircuito. También puede provocar un sobrecalentamiento de modo que el electrolito se caliente demasiado o tenga fugas.

Antes de medir la capacitancia, debe tener en cuenta las precauciones de seguridad al usar un capacitor. Incluso después de quitar la energía de un circuito, es probable que un capacitor permanezca energizado. Antes de tocarlo, confirme que toda la energía del circuito está apagada usando un multímetro para confirme que la energía está apagada y que ha descargado el capacitor conectando una resistencia a través del capacitor Guías.

Para descargar un condensador de forma segura, conecte una resistencia de 5 vatios a través de los terminales del condensador durante cinco segundos. Usa el multímetro para confirmar que la energía está apagada. Compruebe constantemente el condensador en busca de fugas, grietas y otros signos de desgaste.

•••Syed Hussain Ather

El símbolo del condensador electrolítico es el símbolo general de un condensador. Los condensadores electrolíticos se representan en diagramas de circuitos como se muestra en la figura anterior para los estilos europeo y americano. Los signos más y menos indican los terminales positivo y negativo, el ánodo y el cátodo.

Debido a que la capacitancia es un valor intrínseco a un capacitor electrolítico, puede calcularlo en unidades de faradios como C = ε_r ε₀ Anuncio para el área de superposición de las dos placas A En m², ε_r como la constante dieléctrica adimensional del material, ε₀ como la constante eléctrica en faradios / metro, yd como la separación entre placas en metros.

Puedes usar un multímetro para medir la capacitancia. El multímetro funciona midiendo la corriente y el voltaje y usando esos dos valores para calcular la capacitancia. Configura el multímetro en el modo de capacitancia (normalmente indicado por un símbolo de capacitancia).

Una vez que el condensador se haya conectado al circuito y se le haya dado tiempo suficiente para cargarse, desconéctelo del circuito siguiendo las precauciones de seguridad que se acaban de describir.

Conecta los cables del condensador a los terminales del multímetro. Puede usar un modo relativo para medir la capacitancia de los cables de prueba entre sí. Esto puede ser útil para valores de capacitancia bajos que pueden ser más difíciles de detectar.

Intente usar varios rangos de capacitancia hasta que encuentre una lectura que sea precisa según la configuración del circuito eléctrico.

Los ingenieros utilizan multímetros para medir la capacitancia con frecuencia para motores monofásicos, equipos y máquinas de tamaño pequeño para aplicaciones industriales. Los motores monofásicos funcionan creando un flujo alterno en el devanado del estator del motor. Esto permite que la corriente alterne en dirección mientras fluye a través del devanado del estator según lo regulan las leyes y principios de inducción electromagnética.

Los condensadores electrolíticos en particular son mejores para usos de alta capacitancia, como circuitos de suministro de energía y placas base para computadoras.

La corriente inducida en el motor produce entonces su propio flujo magnético en oposición al flujo del devanado del estator. Debido a que los motores monofásicos pueden estar sujetos a sobrecalentamiento y otros problemas, es necesario verificar su capacitancia y capacidad para funcionar usando multímetros para medir la capacitancia.

El mal funcionamiento de los condensadores puede limitar su vida útil. Los condensadores en cortocircuito pueden incluso dañar partes del mismo y dejar de funcionar.

Los ingenieros construyen condensadores electrolíticos de aluminio utilizando láminas de aluminio y espaciadores de papel, dispositivos que provocan fluctuaciones de voltaje para evitar vibraciones dañinas, que quedan empapadas en el líquido electrolítico. Por lo general, cubren una de las dos hojas de aluminio con una capa de óxido en el ánodo del condensador.

El óxido en esta parte del condensador hace que el material pierda electrones durante el proceso de carga y almacenamiento de carga. En el cátodo, el material gana electrones durante el proceso de reducción de la construcción del condensador electrolítico.

Luego, los fabricantes continúan apilando el papel empapado en electrolitos con el cátodo conectándolos entre sí en un circuito eléctrico y enrollarlos en una caja cilíndrica que está conectada a la circuito. Los ingenieros generalmente optan por colocar el papel en una dirección axial o radial.

Los condensadores axiales están hechos con un pin en cada extremo del cilindro, y los diseños radiales usan ambos pines en el mismo lado de la caja cilíndrica.

El área de la placa y el espesor electrolítico determinan la capacitancia y permiten que los capacitores electrolíticos sean candidatos ideales para aplicaciones como amplificadores de audio. Los condensadores electrolíticos de aluminio se utilizan en fuentes de alimentación, placas base de computadoras y equipos domésticos.

Estas características permiten que los condensadores electrolíticos almacenen mucha más carga que otros condensadores. Los condensadores de doble capa, o supercondensadores, pueden incluso alcanzar capacidades de miles de faradios.

Los condensadores electrolíticos de aluminio utilizan el material de aluminio sólido para crear una "válvula" tal que un voltaje positivo en el electrolítico El líquido le permite formar una capa de óxido que actúa como dieléctrico, un material aislante que se puede polarizar para evitar que se produzcan cargas. fluido. Los ingenieros crean estos condensadores con un ánodo de aluminio. Esto se usa para hacer las capas del capacitor y es ideal para almacenar carga. Los ingenieros utilizan dióxido de manganeso para crear el cátodo.

Estos tipos de condensadores electrolíticos se pueden dividir en tipo de lámina delgada lisa y tipo de lámina grabada. Los del tipo de lámina simple son los que se acaban de describir, mientras que los capacitores de tipo lámina grabada utilizan óxido de aluminio en el ánodo. y láminas de cátodo que se han grabado para aumentar el área de superficie y la permitividad, la medida de la capacidad de un material para almacenar cargo.

Esto aumenta la capacitancia, pero también dificulta la capacidad del material para tolerar altas corrientes directas (CC), el tipo de corriente que viaja en una sola dirección en un circuito.

Los tipos de electrolitos utilizados en los condensadores de aluminio pueden diferir entre el dióxido de manganeso sólido no sólido y el polímero sólido. Los electrolitos no sólidos o líquidos se usan comúnmente porque son relativamente baratos y se adaptan a una variedad de tamaños, capacitancias y valores de voltaje. Sin embargo, tienen una gran pérdida de energía cuando se utilizan en circuitos. El etilenglicol y los ácidos bóricos forman los electrolitos líquidos.

También se pueden disolver en agua otros disolventes como dimetilformamida y dimetilacetamida para su uso. Estos tipos de condensadores también pueden utilizar electrolitos sólidos como dióxido de manganeso o un electrolito de polímero sólido. El dióxido de manganeso también es rentable y confiable a temperaturas y valores de humedad más altos. Tienen menos corriente de fuga de CC y una alta conductividad eléctrica.

Los electrolitos se eligen para abordar los problemas de los altos factores de disipación, así como las pérdidas de energía generales de los condensadores electrolíticos.

El condensador de tantalio se utiliza principalmente en dispositivos de montaje en superficie en aplicaciones informáticas, así como en equipos militares, médicos y espaciales.

El material de tantalio del ánodo les permite oxidar fácilmente al igual que el condensador de aluminio, y también les permite aprovechar la conductividad aumentada cuando se presiona polvo de tantalio sobre un conductor cable. Luego, el óxido se forma en la superficie y dentro de las cavidades del material. Esto crea un área de superficie mayor para una mayor capacidad de almacenar carga con mayor permitividad que el aluminio.

Los condensadores a base de niobio utilizan una masa de un material alrededor de un conductor de alambre que utiliza la oxidación para crear un dieléctrico. Estos dieléctricos tienen mayor permitividad que los capacitores de tantalio, pero usan más de un espesor dieléctrico para una clasificación de voltaje dada. Estos condensadores se han utilizado con más frecuencia recientemente porque los condensadores de tantalio se han vuelto más caros.