Apa itu Kapasitor Elektrolit: Konstruksi, Simbol & Kelebihan
Kapasitor elektrolit dikenal sebagai kapasitor terpolarisasi, di mana anoda memiliki tegangan lebih positif dari katoda. Mereka digunakan dalam aplikasi penyaringan (filtering), low-pass filter, sirkuit penguat audio, dan banyak lagi.
Logam seperti aluminium, tantalum, niobium, mangan, dll. membentuk lapisan oksida dalam proses elektrokimia, yang menghalangi arus listrik yang mengalir ke satu arah tetapi memungkinkan aliran arus ke arah yang berlawanan. Fenomena ini pertama kali diamati oleh Johann Heinrich Buff (1805–1878), fisikawan dan kimiawan Jerman pada tahun 1857.
Peneliti dan pendiri Prancis Eugene Ducretet pada tahun 1875 adalah orang pertama yang menerapkan ide ini dan menemukan istilah "logam katup" untuk ini logam. Perkembangan aktual kapasitor elektrolit dengan wound foil dipisahkan oleh kertas yang dimulai oleh A. Eckel dari Hydra-Werke (Jerman) pada tahun 1927 dikombinasikan dengan gagasan Samuel Ruben tentang konstruksi bertumpuk.
Apa itu Kapasitor Elektrolit?
Definisi kapasitor elektrolit adalah kapasitor terpolarisasi yang anoda memiliki tegangan lebih tinggi atau lebih positif daripada katoda. Seperti namanya, ini adalah kapasitor terpolarisasi dan fungsi kapasitor elektrolit adalah, ia menggunakan elektrolit untuk beroperasi dengan tegangan yang lebih tinggi atau lebih positif pada anoda daripada katoda.
Oleh karena itu, terminal anoda dilambangkan dengan tanda positif, sedangkan katoda dengan tanda negatif. Menerapkan tegangan polaritas terbalik 1 hingga 1,5 volt dapat merusak kapasitor dan dielektrik dan akibatnya berbahaya, yang menyebabkan ledakan atau kebakaran.
Kapasitor elektrolitik menggunakan elektrolit, dalam bentuk padat, cair atau gel - berfungsi sebagai katoda atau plat negatif untuk mencapai kapasitansi per satuan volume yang jauh lebih tinggi. Di sisi lain, plat atau anoda positif yang terbuat dari logam bertindak sebagai lapisan oksida isolasi yang terbentuk melalui anodisasi. Ini memungkinkan lapisan oksida untuk bekerja sebagai dielektrik kapasitor.
Konstruksi
Konstruksi kapasitor elektrolit melibatkan dua lapisan tipis aluminium foil - foil biasa dan foil tergores. Kedua foil ini dipisahkan oleh elektrolit. Untuk mengatur polaritas dua foil, mereka dianodisasi dengan menumbuhkan secara kimiawi lapisan tipis aluminium oksida untuk membentuk anoda dan membedakan dirinya dari katoda.
Dalam proses pembuatan kapasitor elektrolit, terbentuk katoda dan anodized anoda, yang dipisahkan oleh elektrolit (kertas dibasahi dengan elektrolit).
Selama operasi standar, anoda ditahan pada posisi positif terhadap katoda, maka katoda ditunjukkan dengan tanda negatif (-) pada badan kapasitor. Karena aluminium adalah perangkat yang terpolarisasi, menerapkan tegangan balik pada terminal ini akan menghasilkan isolasi di kapasitor, merusak kapasitor.
Properti unik dari kapasitor aluminium adalah proses penyembuhan sendiri dari kapasitor yang rusak. Selama tegangan balik, lapisan oksida dikeluarkan dari foil, namun memungkinkan arus mengalir dari satu foil ke foil lainnya.
Simbol Kapasitor Elektrolit
Simbol kapasitor elektrolitik ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Simbol kapasitor terdiri dari dua jenis. Simbol kedua (b) mewakili kapasitor terpolarisasi, yang dapat berupa kapasitor elektrolitik atau tantalum.
Plat melengkung pada simbol menyiratkan bahwa kapasitor terpolarisasi dan merupakan katoda, yang dipegang pada tegangan lebih rendah dari anoda. Simbol pertama (a) pada gambar di bawah ini mewakili kapasitor non-terpolarisasi.
Polaritas
Mengetahui polaritas perangkat apa pun penting untuk membangun rangkaian elektronik apa pun. Menghubungkan sebaliknya dapat merusak kapasitor. Meskipun beberapa kapasitor tidak terpolarisasi, seperti kapasitor keramik (1 µF atau kurang), kapasitor dapat dihubungkan dengan cara apa pun.
Dalam kasus tertentu, kabel positif kapasitor akan lebih panjang daripada kabel negatif. Terkadang terminal kapasitor dipangkas, dimana pengguna harus berhati-hati dalam menyambungkan kapasitor.
Kapasitor tantalum dan aluminium terdiri dari polaritas yang ditandai dengan tanda plus (+) yang menunjukkan sisi anoda.
Kapasitor elektrolit jenis non-padat terdiri dari polaritas yang ditandai dengan tanda minus (-) yang menunjukkan sisi katoda.
Kapasitor elektrolit jenis elektrolit padat terdiri dari polaritas yang ditandai dengan tanda plus yang menunjukkan sisi anoda, tetapi tidak ada untuk kapasitor polimer led dan kapasitor polimer SMD.
Nilai Kapasitor Elektrolit
Bergantung pada struktur anoda dan elektrolit, nilai kapasitansi elektrolit cenderung terpengaruh. Dengan elektrolit non-padat, kapasitor elektrolit menampilkan deviasi yang lebih luas untuk rentang frekuensi dan suhu daripada elektrolit padat.
Unit dasar kapasitor elektrolit dinyatakan sebagai mikrofarad (μF). Dalam lembar data yang disiapkan oleh produsen, nilai kapasitansi disebutkan sebagai kapasitansi pengenal (CR) atau kapasitansi nominal (CN). Ini adalah nilai yang dirancang untuk kapasitansi.
Kapasitor elektrolitik adalah struktur silinder besar, yang terpolarisasi dan memiliki kapasitansi yang lebih tinggi .
Nilai dan unit Kapasitor Elektrolit dicetak dengan jelas pada badan kapasitor. Mulai dari kiri ke kanan, 1µF, 10µF, 100µF, 1000µF.
Jenis Kapasitor Elektrolit
Berdasarkan jenis bahan dan elektrolit yang digunakan, kapasitor elektrolit diklasifikasikan menjadi beberapa jenis berikut.
Kapasitor Elektrolit Aluminium
Kapasitor elektrolit aluminium adalah kapasitor terpolarisasi, di mana terminal anoda (+) dibentuk dari aluminium foil bersama dengan permukaan terukir. Proses anodisasi menghasilkan lapisan isolasi tipis oksida, yang bertindak sebagai dielektrik. Katoda dibentuk melalui aluminium foil kedua ketika elektrolit non-padat menutupi area permukaan kasar dari lapisan oksida.
Kapasitor Non Elektrolit
Kapasitor non-elektrolit adalah kapasitor yang terdiri dari "bahan isolasi" sebagai dielektrik dalam bentuk non-elektrolit. Jenis kapasitor semacam itu tidak terpolarisasi dan memiliki banyak kegunaan.
Kapasitor Elektrolit Tantalum
Kapasitor elektrolit Tantalum menawarkan arus bocor yang lebih rendah dan ESR. Ia menggunakan logam tantalum yang bekerja sebagai anoda, ditutup oleh lapisan oksida untuk bekerja sebagai dielektrik, dan selanjutnya dibungkus dengan katoda konduktif.
Kapasitor ini adalah perangkat terpolarisasi bawaan dan sangat stabil. Ini beroperasi secara efisien dengan frekuensi luar biasa bila terhubung dengan benar.
Kapasitor Elektrolit Niobium Oxide
Konstruksi kapasitor elektrolit Niobium oksida mirip dengan kapasitor tantalum. Ini menggunakan niobium oksida sebagai pengganti logam tantalum untuk bertindak sebagai anoda. Niobium oksida tersedia secara melimpah dan menawarkan karakteristik yang sangat stabil dibandingkan kapasitor tantalum.
Kegunaan / Aplikasi
Berbagai macam aplikasi kapasitor elektrolitik adalah sebagai berikut
- Digunakan dalam aplikasi penyaringan untuk mengurangi riak pada catu daya
- Digunakan sebagai low pass filter untuk memperhalus sinyal input dan output
- Digunakan dalam sirkuit amplifikasi audio sebagai filter untuk mengurangi dengungan
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan dari kapasitor elektrolit adalah
- Digunakan untuk mencapai nilai kapasitansi tinggi
- Digunakan dalam aplikasi frekuensi rendah
- Kapasitor Tantalum lebih disukai daripada jenis lain karena kelemahan stabilitas tinggi dari kapasitor elektrolit adalah sebagai berikut:
- Harus berhati-hati untuk memastikan bahwa kapasitor dikoreksi dengan terminal yang benar
- Tegangan balik dapat merusak kapasitor
- Mudah terpengaruh karena perubahan suhu
- Kapasitor bila digunakan dengan kombinasi non elektrolit meningkatkan ukuran kapasitor.
Pertanyaan
1. Dimana kapasitor elektrolit digunakan?
Mereka digunakan dalam aplikasi penyaringan (filtering), rangkaian amplifikasi audio, dan low pass filter
2. Bagaimana Anda mengidentifikasi kapasitor elektrolit?
Kapasitor elektrolit biasanya ditandai dengan garis yang menunjukkan timbal negatif. Lead positif biasanya lebih panjang dari lead negatif.
3. Apakah kapasitor memiliki oli di dalamnya?
Iya. Kapasitor berisi oli tersedia dan umumnya berdaya tinggi dan bertegangan tinggi.
4. Kapasitor elektrolit AC atau DC?
Kapasitor elektrolitik umumnya digunakan di rangkaian dengan catu daya DC. Tegangan AC dapat merusak kapasitor.
5. Berapa umur rata-rata sebuah kapasitor?
Umur rata-rata kapasitor diharapkan 15 tahun. Umur dapat dikurangi jika arus riak berlebihan dan kapasitor memanas.
Pada artikel ini, pembaca mengetahui wawasan kapasitor elektrolit. Kami membahas definisi, konstruksi, polaritas dan penandaan, aplikasi serta kelebihan dan kekurangan. Selanjutnya pembaca dapat mengetahui jenis-jenis kapasitor elektrolitik.