Yleistä
Elektrolyyttikondensaattorissa sähkökenttä muodostuu kahden yleensä alumiinista valmistetun kalvon väliin. Ainakin toinen kalvoista on pinnoitettu alumiinioksidilla, joka on hyvä eristemateriaali. Kalvojen välissä on elektrolyytti, eli neste, jossa on vapaita ioneja. Oksidilla pinnoitettu kalvo toimii kondensaattorissa anodina. Elektrolyytti ja pinnoittamaton kalvo toimivat katodina. Oksidikerros saadaan valmistettua hyvin ohueksi. Tämä mahdollistaa sen, että kondensaattorin kapasitanssi saadaan suhteellisen suureksi sen kokoon nähden ainakin pienillä jännitteillä.
Alumiinikalvot ovat yleensä kääritty rullalle terminaalien metalliliuskojen ympärille. Tämä rullaus näkyy kuvassa 2. Alumiinin lisäksi on muitakin materiaaleja, joista elektrolyyttikondensaattoreita voidaan valmistaa. Esimerkiksi tantaalikondensaattori on elektrolyyttikondensaattori.

Elektrolyyttikondensaattori soveltuu hyvin käytettäväksi suhteellisen suurilla virroilla ja pi
ehja.jpg
Kuva 1: Elektrolyyttikondensaattori
enillä taajuuksilla. Kondensaattorissa syntyvät häviöt rajoittavat käyttöä suurilla taajuuksilla. Yleisiä käyttökohteita ovat teholähteiden suotimet ja käyttö erotuskondensaattorina suodattamaan AC-signaalista pois DC-komponentti. [1]

Kuvassa 1 on Nichicon-merkkinen elektrolyyttikondensaattori, jonka nimellinen kapasitanssi on 3300µF ja nimellinen jännitekestoisuus 10V. Kuvan kondensaattorin korkeus ilman jalkoja on noin 35mm.

Huomioitavaa käytettäessä
Elektrolyyttikondensaattoriin on yleensä merkitty, kummin päin se pitää kytkeä. Yleensä noin 1-1.5 voltin vääränsuuntaisella jännitteellä kondensaattori tuhoutuu. Tällöin alumiinioksidi hajoaa alumiiniksi ja happikaasuksi, jolloin elektrodien välissä ei enää ole eristemateri
rulla.jpg
Kuva 2: Kuvan 1 kondensaattori, jonka kotelointi on sahattu päästä auki
aalia. Happikaasu usein pullistaa kondensaattoria, jolloin vikaantuminen on helpohko havaita. Oksidin kadottua kondensaattori on oikosulussa, joka usein johtaa siihen, että elektrolyytin läpi kulkee virta, jolloin elektrolyytti lämpiää ja siksi saattaa höyrystyä. Poikkeuksen tähän tekee bipolaarinen elektrolyyttikondensaattori, jossa molemmilla kalvoilla on oksidikerros. [2] Oksidikerros tuhoutuu myös silloin, jos sen läpilyöntijännite ylitetään. Tämä jännite on yleensä merkattu kondensaattorin kotelointiin. [3]

Epäideaalisuuksista
Tietyn napaisuuden lisäksi elektrolyyttikondensaattorilla on muitakin epäideaalisuutta aiheuttavia piirteitä. Oksidikerroksen resistanssi ei ole ääretön, joten kapasitanssin ohi on vuotovirta. Elektrolyytin resistanssi taas ei ole nolla, joten kondensaattorissa aiheutuu tehohäviötä. Kondensaattorin rakenne aiheuttaa myös induktanssin. Lisäksi oksidi on dielektrinen, jolloin sähkökentän voimakkuus, eli tässä jännite, vaikuttaa oksidin permittiivisyyteen ja näin kapasitanssiin. Jännite vaikuttaa myös oksidikerroksen paksuuteen, joka vaikuttaa kapasitanssiin. Tämä tekee toiminnasta hieman epälineaarista ja kasvattaa kapasitanssin
avattu.jpg
Kuva 3: Elektrolyyttikondensaattorin eri kerrokset toisistaan erillään
toleranssia. [4]

Kondensaattoreiden koot ja merkinnät
Kondensaattoreita ei yleisesti valmisteta kuin tiettyjä kokoja. Jo suuret toleranssit tekevät useiden lähekkäisten kapasitanssiarvojen valmistamisesta vähintäänkin turhaa. Yleisimmät kondensaattoreissa käytetyt sarjat ovat E3- ja E6-sarja. Sarjoissa on tietty määrä arvoja dekadia kohden. E3:ssa näitä on kolme ja E6:ssa kuusi. E3:n arvot ovat 10, 22 ja 47 kerrottuna jollakin kymmenen potenssilla. E6-sarja sisältää samat kuin E3 ja näiden lisäksi arvot 15, 33 ja 68 kerrottuna kymmellä. [5] Kuvan 1 kondensaattori on siis E6-sarjasta.
Elektrolyyttikondensaattorissa on yleensä kirjoitettuna kapasitanssi, jännitekestoisuus ja suurin toimintaläpötila. Kuvan 1 kondensaattorin suurin toimintalämpötila on 105 Celsius-astetta. Lämpötilamitoitus vaikuttaa usein kondensaattorin elinikään. Kondensaattoriin on yleensä merkattu miinusmerkillä tai erilaisella värillä tai molemmilla, kumpi navoista on negatiivinen. Usein myös kondensaattorin jalat ovat erimittaiset merkkinä polariteetista.

Esimerkkikondensaattorista
Kuvan 1 kondensaattori löytyy Farnellin listoilta. Sen hinta on yksittäin hankittuna 1,53 euroa. Tiedoista löytyy ainakin, että sen kapasitanssin toleranssi on 20%, toimintalämpötila on -55-105 astetta, käyttöikä on 3000 tuntia rippelivirta on 1550 milliampeeria 120 hertsin taajuudella. [6] Kuvassa 2 esimerkkikondensaattorista on poistettu pinnalla ollut muovikalvo ja sahattu alumiinikuoren päästä muutama milli pois. Tällöin esille on tullut rulla, jossa on alumiinikalvot ja näiden välissä elektrolyytti. Kuvassa 3 kondensaattorista on poistettu kokonaan alumiininen kuori ja muovikalvo rullan ja kuoren välistä. Rullaa on avattu ja näin on saatu eriteltyä alumiinikalvot ja niiden välissä oleva paperi, johon elektrolyytti on imeytetty.
  1. ^ http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm
  2. ^ http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm
  3. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Electrolytic_capacitor
  4. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Kondensaattori
  5. ^ http://www.kpsec.freeuk.com/components/capac.htm
  6. ^ http://fi.farnell.com/nichicon/ups1a332mhd/capacitor-3300uf-10v/dp/8812926