Condensador electrolítico (Electrolytic capacitor)

El condensador electrolítico es un componente electrónico de alta capacitancia capaz de almacenar energía eléctrica en un volumen reducido. Está constituido por dos electrodos, donde uno de ellos (ánodo) posee una capa de óxido formada electroquímicamente que actúa como dieléctrico, mientras que el otro electrodo es un electrolito conductor (líquido, gel o sólido). Debido a esta estructura, la mayoría de los capacitores electrolíticos son polarizados, por lo que deben conectarse respetando la polaridad indicada.

Desde el punto de vista funcional, se utilizan ampliamente en aplicaciones como filtrado de fuentes de alimentación, acoplamiento, desacoplamiento y bypass de señales. Su elevada capacitancia los hace ideales para suavizar tensiones y almacenar energía en circuitos electrónicos.

El comportamiento real de un condensador electrolítico se describe mediante un modelo equivalente que incluye, además de la capacitancia, una resistencia serie equivalente (ESR), una resistencia de fuga y una pequeña inductancia parásita. La ESR es un parámetro crítico, ya que provoca disipación de potencia en forma de calor, especialmente cuando circula corriente de rizado. Un exceso de esta corriente o de la tensión aplicada puede degradar el componente y reducir su vida útil.

La corriente de fuga depende de la temperatura y del voltaje, aumentando significativamente en condiciones extremas. Asimismo, la temperatura influye directamente en la duración del capacitor: como regla práctica, una disminución de 10 °C puede duplicar su vida útil.

Existen diferentes tipos de condensadores electrolíticos, siendo los más comunes los de aluminio, que utilizan láminas grabadas para aumentar el área efectiva y la capacitancia, y los de tantalio, que ofrecen mayor estabilidad, menor ESR y mejor comportamiento en aplicaciones exigentes.

Aunque presentan ventajas como bajo costo y alta capacitancia, también tienen limitaciones importantes: no son adecuados para altas frecuencias debido a su ESR, poseen tolerancias amplias y pueden fallar de forma violenta si se exceden sus condiciones nominales. Además, el electrolito es químicamente activo, por lo que se requiere manipulación cuidadosa.

Sintetizando, los condensadores electrolíticos son esenciales en electrónica de potencia y filtrado, pero su correcta selección debe considerar parámetros como ESR, temperatura, tensión nominal, corriente de rizado y vida útil esperada.

Electrolytic capacitors are widely used electronic components because they provide high capacitance in a small volume. They are manufactured through an electrochemical process that forms an oxide film on a metal surface, which acts as the dielectric. The base metal serves as the anode, while the cathode is usually a conductive liquid or gel electrolyte.

From an electrical standpoint, an electrolytic capacitor is represented by an equivalent circuit including the effective capacitance, an equivalent series resistance (ESR), a leakage resistance, and a self-inductance caused by terminals and geometry. The leakage current depends on temperature and applied voltage, increasing significantly at high temperatures.

Ripple current produces internal heating, mainly in the ESR, and is a critical factor in filtering applications. Excessive ripple current or surge voltages shorten capacitor lifetime. Temperature is decisive: for every 10 °C decrease, capacitor life expectancy can double.

Aluminum electrolytic capacitors use etched foils to increase surface area and capacitance. Tantalum electrolytic capacitors provide higher volumetric efficiency and reliability. These capacitors are mainly used for coupling, decoupling, bypassing, and power-supply filtering.

Figura :

• 1. Condensador electrolítico. (Electrolytic capacitor)
• 2. Carcasa de aluminio. (Aluminum case)
• 3. Terminal positivo identificado por patilla más larga. (Longer lead identifies positive terminal)
• 4. Patillas gruesas con sello de compresión. (Thick terminal shanks with compression seal)
• 5. Terminales aplanados soldados a los electrodos. (Flattened terminals welded to electrodes)
• 6. Alambre de cobre estañado. (Tinned copper wire)
• 7. Electrodos de lámina grabada de alta pureza. (High-purity etched-foil electrodes)
• 8. Separadores de papel. (Paper separators)
• 9. Electrolito. (Electrolyte)
• 10. Separadores impregnados en electrolito. (Separators saturated in electrolyte)
• 11. Cubierta elastomérica moldeada. (Molded elastomer cover)
• 12. Rehundido de la carcasa para sellado. (Case indent for tight seal)
• 13. Banda de retención. (Tape band retainer)
• 14. Rollo interno del capacitor. (Capacitor roll)
• 15. Rango de tensión nominal. (Voltage range)
• 16. Rango de capacitancia. (Capacitance range)
• 17. Aplicaciones: acoplamiento, desacoplamiento, bypass y filtrado. (Coupling, decoupling, bypass and filtering)
• 18. Montaje vertical en placas impresas. (Vertical installation on printed wiring boards)
• 19. Sello hermético. (Hermetic / tight seal)
• 20. Componente polarizado. (Polarized component)