Elektrolitik Kondansatör

Elektrolitik kondansator

Elektrolitik kondansator?

Elektrolitik kondansatörlere kutuplu kondansatörler de denir. Pozitif ve negatif kutupları bulunan, alüminyum levhalar arasında asit borik eriyiğinin di-elektrik  (yalıtkan) madde olarak kullanıldığı   kondansatörlerdir. Negatif uç kondansatörün dış yüzeyini meydana getiren alüminyum plakaya bağlıdır. Kullanım alanları oldukça yaygın ve en sık kullanılan kondansatörlerdir.

Özellikleri

Elektrolitik  kondansatörler büyük kapasiteli olup en sık kullanılan kondansatörlerdir. Diğer kondansatörlerden farklı olarak pozitif ve negatif kutupları olan kondansatör çeşitidir. Yüksek kapasite değerlerinde elektrolitik kondansatörler kutuplu kondansatör veya kutupsuz (polaritesiz) olarak  kondansatör imalatı yapılabilir. Pozitif kutup olarak oksitlendirilmiş alüminyum, negatif kutup olarak normal alüminyum levha kullanılmıştır. Genel olarak filtre, gerilim çoklayıcılar, kuplaj – dekuplaj ve zamanlama devrelerinde  kullanılır. Yüksek frekans karakteristik değerleri kötü olduğu için yüksek frekanslı devrelerde tercih edilmezler.

Kutuplu kondansatörler, DC devrelere bağlantıları yapılırken artı ve eksi uçları dikkatli bir şekilde bağlanmalıdır. Yanlış bağlantı yapılırsa anotta bulunan oksit tabakasının metal yüzeyi kısa devre eder. Yüksek ısı meydana gelir. Bu da kondansatörün patlama sebebi olabilir. Üretimi sırasında, elektrolitik kondansatörlerin üzerinde kapasite değeri ve maksimum şarj gerilimi de yazılır. lµF/50 V gibi. Bu gerilime kırılma gerilimi de denir.

Kapasite seçimi yapılırken gerilim değerleri de dikkate alınmalıdır. Üretiminde maksimum şarj voltaj değeri belli olduğundan hiçbir zaman bu değer aşılmamalıdır. Bu voltaj değeri dikkate alınarak devreye uygun bir kondansatör seçimi yapılmalıdır. Asla devreye ters bağlanmamalı ve şarj gerilimi üzerine çıkılmamalıdır. Böyle bir durumda kondansator di-elektrik (yalıtkan) özelliğini kaybeder ve bozulur. Tantalyum, karakteristik değeri daha yüksek olduğu için daha hassas uygulama devrelerinde tercih edilirler. Kutuplu elektrolitik kondansatörlere, ters DC ve alternatif gerilim uygulanmaz. Alternatif gerilimde çalıştırılacak kutupsuz kondansatör vardır. Boyutları küçüktür ama kapasiteleri büyüktür. Alçak ve yüksek gerilimli devrelerde kullanılırlar.

Elektrolitik Kondansatörün Kesiti ve Yapısı aşağıda görülmektedir.

Elektrolitik Kondansatör Çeşitleri;

Elektrolitik kondansatör çeşitleri iki türlü imal edilir;

• Alüminyum plakalı
• Tantalyum plakalı

İkisi arasındaki fark tantalyum oksidin yalıtkanlık sabiti daha büyüktür.

Alüminyum Plakalı Elektrolitik Kondansatör

Alüminyum plakalı elektrolitik kondansatör yapısı; Alüminyum oksitli anot folyo ile alüminyum katot folyodan meydana gelen sent şeklindeki iki plakanın arasına elektrolitik emdirilmiş kâğıttır.

Bunlar silindir şeklinde sarılarak kutuplu kondansatör elde edilir. Oksit tabakası yalıtkan olduğu için plakalar arası yalıtkanlığı sağlar. Alüminyum oksitli plakaya bağlı elektrot pozitif (+), alüminyum plakaya bağlı elektrot ise negatif (-) kutup olarak adlandırılır.

Devreye bağlanırken pozitif  elektrot, devrenin + tarafına, negatif elektrot ise devrenin negatif tarafına bağlanır. Ters bağlanırsa anot üzerindeki oksit tabakası kalkar. Geçen akım ile elektrolitik kimyasal reaksiyona girer ve ısınır. Isınınca  şişer  kondansatörü patlatır. Kağıda emdirilmiş olan elektrolitik, iletken bir maddedir.  Gövdesi oksit tabakasının zaman içinde ve küçük değerli aşırı gerilimlerde bozulmasını önler.

Tantalyumlu Elektrolitik Kondansatör

Tantalyumlu elektrolitik kondansatör yapısı;

Tantalyumlu oksitli folyo şerit ile tantalyum folyo şeritten meydana gelir. Tantalyumlu oksitli plakaya pozitif (+), tantalyumlu plakaya ise negatif (-) kutup bağlanmıştır.

Elektrolitik kondansatörlerin; 

Avantajları;

Elektrolitik kondansatörlerin hacmine göre kapasiteleri  büyüktür. Maliyeti düşük olması avantajdır.

Dezavantajları;

Ancak kaçak akımlar büyüktür. Ters bağlantı yapılırsa bozulmaları dezavantajdır. Uzun süre kullanılmayan elektrolitik kondansatörlerin kapasitesi, kendi kendine azalır. Bu tür kondansatörlere, kullanılmadan önce formasyon işlemi yapılmalıdır. Formasyon işleminde kondansatör, önce alçak gerilim altında uzun süre tutulur. Daha sonra yavaş yavaş gerilim artırılarak anma gerilimine ulaşılır. Bu durumda kapasitenin azalmasına sebep olan oksit tabakası bozuklukları tamir edilmektedir. Elektrolitik kondansatörler gerilime doğru bağlandıkları sürece meydana gelebilecek kısa devreleri kendi kendilerine hemen tamir edebilir.

Kutuplu elektrolitik kondansatörlerin dışında alternatif gerilimde çalıştırabilecek kutupsuz elektrolitik kondansatörler de vardır. Bunlar, aynı kutupları birbirine seri bağlanmış iki adet kutuplu elektrolitik kondansatör gibidir. Örnek olarak; anodları bir araya bağlamak ve diğer uçları açıkta kalmak şartı ile iki adet kutuplu kondansatörden bir adet kutupsuz kondansatör meydana getirilebilir. Ancak bu kez kapasite değeri yarıya iner.

Kullanım Alanları

Gerilim çoklayıcılarda, doğrultucu filtre devrelerinde, kuplaj ve  dekuplaj devrelerinde, ses frekans yükselteçlerinde, zamanlama devrelerinde bu elektrolitik kondansatörler kullanılır. Kondansatör firmaları tarafından elektrolitik kondansatörler, kullanılan malzemeye göre iki tipte yapılır. Kullanılan elektrolit sıvı, nemli veya kuru olabilir.(Örnek olarak, nişasta gibi dolgu maddeleriyle kıvamlandırılmıştır.) Kondansatör fiyatları her firmaya, kullanılacak kondansatöre  göre değişir.

Sıvılı Tip Elektrolitik Kondansatör

Sıvılı tip elektrolitik kondansatörler sadece DC akımlı devrelerde kullanılır. Bu tip kondansatörlerde pozitif levha olarak alüminyum kullanılmıştır. Bu kondansatöre DC akım uygulandığı zaman pozitif levha üstünde yalıtkan bir oksit tabakası meydana gelir. Bu oksit tabakası dielektrik (yalıtkan) gibi davranır. Meydana gelen oksit tabakası ince olduğu için  kondansatörün kapasiteside büyük olur.

Kuru Tip Elektrolitik Kondansatör

• Elektrolitik kondansatörlerin kapasite değerleri: 1, 2,2, 3,3, 4,7,10,22, 33, 47, 100, 220,330, 470, 1000, 2200, 4700, 10.000, 22.000, 38.000 mikrofarad (µf )…vb. olabilir.
• Elektrolitik kondansatörlerin çalışma gerilimleri: 3, 6, 10, 12, 16, 25, 35, 40, 50, 63, 100, 250, 350, 450 Volttur. İsteğe bağlı olarak bu voltaj değerlerinin üzerinde yapılan kondansatörler de vardır.

Elektrolitik kondansatörlerde sıcaklık önemli bir etkendir. Bu tip kondansatörlerin içindeki elektrolitik sıvısı, aşırı sıcaktan dolayı zamanla kurumaya başladığı için kondansatörün kapasite değeri düşer. Bu da hassas devrelerin çalışma sisteminde arızalara yol açar. Özellikle televizyonlarda küçük kapasiteli (2,2-3,3-4,7-10-47-100µf) kondansatörlerin elektrolitinin kuruması sebebiyle birçok arıza (ekranın üzerinde çizgi meydana gelmesi, görüntü daralması ve benzeri) oluşmaktadır.

TV’ lerde taş direnç, besleme trafosu, güç transistörleri ve yüksek gerilim trafosu ısı yaydığı için bunların yakınında bulunan elektrolitik kondansatörler, çabuk bozulur. Bu sebeple yüksek sıcaklık olan yerlerde 85 °C’ lik veya 105 °C’ lik kaliteli elektrolitik kondansatörler kullanılmalıdır.