Comment déterminer la polarité d'un condensateur électrolytique

Les condensateurs ont une variété de conceptions pour des utilisations dans des applications informatiques et le filtrage de signaux électriques dans des circuits. Malgré les différences dans la façon dont ils sont construits et pour quoi ils sont utilisés, ils fonctionnent tous selon les mêmes principes électrochimiques.

Lorsque les ingénieurs les construisent, ils prennent en compte des grandeurs telles que la valeur de capacité, la tension nominale, la tension inverse et le courant de fuite pour s'assurer qu'ils sont idéaux pour leurs utilisations. Lorsque vous souhaitez stocker une grande quantité de charge dans un circuit électrique, apprenez-en plus sur les condensateurs électrolytiques.

Pour déterminer la polarité du condensateur, la bande sur un condensateur électrolytique vous indique l'extrémité négative. Pour les condensateurs à plomb axiaux (dans lesquels les fils sortent des extrémités opposées du condensateur), il peut y avoir une flèche qui pointe vers l'extrémité négative, symbolisant le flux de charge.

Assurez-vous de connaître la polarité d'un condensateur afin de pouvoir le connecter à un circuit électrique dans le sens approprié. Une fixation dans le mauvais sens peut provoquer un court-circuit ou une surchauffe du circuit.

• Vous pouvez déterminer la polarité d'un condensateur électrolytique en mesurant sa chute de tension et sa capacité dans un circuit électrique. Assurez-vous de porter une attention particulière au côté positif et négatif du condensateur afin de ne pas l'endommager ni le reste du circuit. Utilisez des précautions de sécurité lorsque vous travaillez avec des condensateurs.

Dans certains cas, l'extrémité positive du condensateur peut être plus longue que la négative, mais vous devez faire attention à ce critère car de nombreux condensateurs ont leurs fils coupés. Un condensateur au tantale peut parfois avoir un signe plus (+) indiquant l'extrémité positive.

Certains condensateurs électrolytiques peuvent être utilisés de manière bipolaire, ce qui leur permet d'inverser la polarité si nécessaire. Ils le font en commutant entre le flux de charge à travers un circuit à courant alternatif (AC).

Certains condensateurs électrolytiques sont destinés à un fonctionnement bipolaire par des méthodes non polarisées. Ces condensateurs sont construits avec deux plaques d'anode qui sont connectées en polarité inversée. Dans les portions successives du cycle alternatif, un oxyde fonctionne comme un diélectrique bloquant. Il empêche le courant inverse de détruire l'électrolyte opposé.

Un condensateur électrolytique utilise un électrolyte pour augmenter la quantité de capacité, ou sa capacité à stocker la charge, qu'il peut atteindre. Ils sont polarisés, ce qui signifie que leurs charges s'alignent dans une distribution qui leur permet de stocker la charge. L'électrolyte, dans ce cas, est un liquide ou un gel qui a une grande quantité d'ions qui le rend facilement chargé.

Lorsque les condensateurs électrolytiques sont polarisés, la tension ou le potentiel sur la borne positive est supérieur à celui de la borne négative, permettant à la charge de circuler librement dans le condensateur.

Lorsque le condensateur est polarisé, il est généralement marqué d'un moins (-) ou d'un plus (+) pour indiquer les extrémités négative et positive. Faites très attention à cela car, si vous branchez un condensateur dans un circuit dans le mauvais sens, il peut court-circuiter circuit, comme dans, un courant si important traverse le condensateur qu'il peut l'endommager de façon permanente.

Bien qu'une grande capacité permette aux condensateurs électrolytiques de stocker de plus grandes quantités de charge, ils peuvent être sujets à des fuites courants et peuvent ne pas respecter les tolérances de valeur appropriées, la quantité d'une capacité est autorisée à varier pour des raisons pratiques fins. Certains facteurs de conception peuvent également limiter la durée de vie des condensateurs électrolytiques si les condensateurs sont susceptibles de s'user facilement après une utilisation répétée.

En raison de cette polarité d'un condensateur électrolytique, ils doivent être polarisés en direct. Cela signifie que l'extrémité positive du condensateur doit être à une tension plus élevée que la tension négative afin que la charge traverse le circuit de l'extrémité positive à l'extrémité négative.

Fixer un condensateur à un circuit dans le mauvais sens peut endommager le matériau d'oxyde d'aluminium qui isole le condensateur ou court-circuiter lui-même. Cela peut également provoquer une surchauffe telle que l'électrolyte chauffe trop ou fuit.

Avant de mesurer la capacité, vous devez connaître les précautions de sécurité lors de l'utilisation d'un condensateur. Même après avoir coupé l'alimentation d'un circuit, un condensateur est susceptible de rester sous tension. Avant de le toucher, vérifiez que toute l'alimentation du circuit est coupée en utilisant un multimètre pour confirmez que l'alimentation est coupée et que vous avez déchargé le condensateur en connectant une résistance aux bornes du condensateur pistes.

Pour décharger un condensateur en toute sécurité, connectez une résistance de 5 watts aux bornes du condensateur pendant cinq secondes. Utilisez le multimètre pour confirmer que l'alimentation est coupée. Vérifiez constamment l'absence de fuites, de fissures et d'autres signes d'usure sur le condensateur.

•••Syed Hussain Ather

Le symbole du condensateur électrolytique est le symbole général d'un condensateur. Les condensateurs électrolytiques sont représentés dans les schémas de circuit comme indiqué dans la figure ci-dessus pour les styles européens et américains. Les signes plus et moins indiquent les bornes positive et négative, l'anode et la cathode.

Parce que la capacité est une valeur intrinsèque à un condensateur électrolytique, vous pouvez la calculer en unités de farads comme C =_r ε₀ Un d pour la zone de chevauchement des deux plaques UNE dans M², ε_r comme constante diélectrique sans dimension du matériau, ε₀ comme la constante électrique en farads/mètre, et d comme la séparation entre les plaques en mètres.

Vous pouvez utiliser un multimètre pour mesurer la capacité. Le multimètre fonctionne en mesurant le courant et la tension et en utilisant ces deux valeurs pour calculer la capacité. Réglez le multimètre en mode capacitance (généralement indiqué par un symbole de capacité).

Une fois que le condensateur a été connecté au circuit et a eu suffisamment de temps pour se charger, déconnectez-le du circuit en suivant les précautions de sécurité qui viennent d'être décrites.

Connectez les fils du condensateur aux bornes du multimètre. Vous pouvez utiliser un mode relatif pour mesurer la capacité des cordons de test les uns par rapport aux autres. Cela peut être pratique pour les faibles valeurs de capacité qui peuvent être plus difficiles à détecter.

Essayez d'utiliser différentes plages de capacité jusqu'à ce que vous trouviez une lecture précise en fonction de la configuration du circuit électrique.

Les ingénieurs utilisent des multimètres pour mesurer fréquemment la capacité des moteurs monophasés, des équipements et des machines de petite taille pour les applications industrielles. Les moteurs monophasés fonctionnent en créant un flux alternatif dans l'enroulement du stator du moteur. Cela permet au courant de changer de direction tout en circulant dans l'enroulement du stator, conformément aux lois et principes de l'induction électromagnétique.

Les condensateurs électrolytiques en particulier sont meilleurs pour les utilisations à haute capacité telles que les circuits d'alimentation et les cartes mères pour ordinateurs.

Le courant induit dans le moteur produit alors son propre flux magnétique en opposition au flux de l'enroulement du stator. Étant donné que les moteurs monophasés peuvent être sujets à une surchauffe et à d'autres problèmes, il est nécessaire de vérifier leur capacité et leur capacité à fonctionner à l'aide de multimètres pour mesurer la capacité.

Les dysfonctionnements des condensateurs peuvent limiter leur durée de vie. Des condensateurs court-circuités peuvent même endommager certaines parties de celui-ci, de sorte qu'il peut ne plus fonctionner.

Les ingénieurs construisent condensateurs électrolytiques en aluminium utilisant des feuilles d'aluminium et des intercalaires en papier, des dispositifs qui provoquent des fluctuations de tension pour éviter les vibrations dommageables, qui sont trempés dans le fluide électrolytique. Ils recouvrent généralement l'une des deux feuilles d'aluminium d'une couche d'oxyde à l'anode du condensateur.

L'oxyde dans cette partie du condensateur fait perdre des électrons au matériau pendant le processus de charge et de stockage de la charge. A la cathode, le matériau gagne des électrons pendant le processus de réduction de la construction du condensateur électrolytique.

Ensuite, les fabricants continuent d'empiler le papier imbibé d'électrolyte avec la cathode en les connectant les uns aux autres dans un circuit électrique et les enrouler dans un boîtier cylindrique qui est connecté au circuit. Les ingénieurs choisissent généralement de disposer le papier dans une direction axiale ou radiale.

Les condensateurs axiaux sont constitués d'une broche à chaque extrémité du cylindre et les conceptions radiales utilisent les deux broches du même côté du boîtier cylindrique.

La surface de la plaque et l'épaisseur électrolytique déterminent la capacité et permettent aux condensateurs électrolytiques d'être des candidats idéaux pour des applications telles que les amplificateurs audio. Les condensateurs électrolytiques en aluminium sont utilisés dans les alimentations, les cartes mères d'ordinateurs et les équipements domestiques.

Ces caractéristiques permettent aux condensateurs électrolytiques de stocker beaucoup plus de charge que les autres condensateurs. Les condensateurs à double couche, ou supercondensateurs, peuvent même atteindre des capacités de milliers de farads.

Les condensateurs électrolytiques en aluminium utilisent le matériau en aluminium solide pour créer une "valve" telle qu'une tension positive dans l'électrolyte liquide lui permet de former une couche d'oxyde qui agit comme un diélectrique, un matériau isolant qui peut être polarisé pour empêcher les charges de écoulement. Les ingénieurs créent ces condensateurs avec une anode en aluminium. Ceci est utilisé pour fabriquer les couches du condensateur, et c'est idéal pour stocker la charge. Les ingénieurs utilisent du dioxyde de manganèse pour créer la cathode.

Ces types de condensateurs électrolytiques peuvent en outre être décomposés en type de feuille plate mince et type de feuille gravé. Les condensateurs de type feuille simple sont ceux qui viennent d'être décrits tandis que les condensateurs de type feuille gravée utilisent de l'oxyde d'aluminium sur l'anode et des feuilles de cathode qui ont été gravées pour augmenter la surface et la permittivité, la mesure de la capacité d'un matériau à stocker charger.

Cela augmente la capacité, mais entrave également la capacité du matériau à tolérer des courants continus (CC) élevés, le type de courant qui se déplace dans une seule direction dans un circuit.

Les types d'électrolytes utilisés dans les condensateurs en aluminium peuvent différer entre le dioxyde de manganèse solide et non solide et le polymère solide. Les électrolytes non solides ou liquides sont couramment utilisés car ils sont relativement bon marché et conviennent à une variété de tailles, de capacités et de valeurs de tension. Cependant, ils ont de grandes pertes d'énergie lorsqu'ils sont utilisés dans des circuits. L'éthylène glycol et les acides boriques constituent les électrolytes liquides.

D'autres solvants comme le diméthylformamide et le diméthylacétamide peuvent également être dissous dans l'eau pour utilisation. Ces types de condensateurs peuvent également utiliser des électrolytes solides tels que le dioxyde de manganèse ou un électrolyte polymère solide. Le dioxyde de manganèse est également rentable et fiable à des températures et des valeurs d'humidité plus élevées. Ils ont moins de courant de fuite CC et une conductivité électrique élevée.

Les électrolytes sont choisis pour résoudre les problèmes des facteurs de dissipation élevés ainsi que les pertes d'énergie générales des condensateurs électrolytiques.

Le condensateur au tantale est principalement utilisé dans les dispositifs montés en surface dans les applications informatiques ainsi que dans les équipements militaires, médicaux et spatiaux.

Le matériau tantale de l'anode leur permet de s'oxyder facilement tout comme le condensateur en aluminium, et aussi leur permet de profiter de la conductivité accrue lorsque la poudre de tantale est pressée sur un conducteur fil. L'oxyde se forme alors à la surface et dans les cavités du matériau. Cela crée une plus grande surface pour une capacité accrue à stocker la charge avec une plus grande permittivité que l'aluminium.

Les condensateurs à base de niobium utilisent une masse d'un matériau autour d'un fil conducteur qui utilise l'oxydation pour créer un diélectrique. Ces diélectriques ont une plus grande permittivité que les condensateurs au tantale, mais utilisent plus d'épaisseur diélectrique pour une tension nominale donnée. Ces condensateurs ont été utilisés plus fréquemment récemment parce que les condensateurs au tantale sont devenus plus chers.