Existen distintos tipos de condensadores, como los polares (condensadores fijos, por ejemplo, electrolíticos, pseudo-condensadores, ELD y supercondensadores) y los no polares (condensadores cerámicos, de mica, de película, de papel y variables).
Los condensadores desempeñan un papel activo e importante tanto en circuitos de CA como de CC (por ejemplo, filtros, circuitos RC, acoplamiento y desacoplamiento, mejora del factor de acoplamiento, osciladores, etc.). Centrémonos en el tema de el tema de los condensadores electrolíticos polarizados.
Un condensador electrolítico polar es un tipo de condensadores polar que tiene polaridad en sus terminales denotados por cátodo y ánodo (terminales positivo y negativo).
En un condensador electrolítico hay una capa aislante utilizada como dieléctrico (material sólido, líquido o gaseoso) intercalado entre los dos electrodos. Hay dos placas metálicas donde la primera placa como “ánodo” positivo está cubierta con la capa de óxido aislante mediante anodización y el electrolito se utiliza como el segundo terminal conocido como “cátodo”. Existen tres tipos de condensadores electrolíticos: de aluminio, de tántalo y de niobio.
En los condensadores electrolíticos de aluminio, los electrodos son de aluminio puro, pero el electrodo anódico (positivo) se fabrica formando una capa aislante de óxido de aluminio (Al2O3) mediante anodización.
El electrolito (sólido o no sólido) se coloca sobre la superficie aislante del ánodo. Este electrolito actúa técnicamente como cátodo. El segundo electrodo de aluminio se coloca encima del electrolito, que actúa como su conexión eléctrica con el terminal negativo del condensador.
Las láminas de aluminio con papel entre ellas se enrollan juntas. Se impregnan en el electrolito y luego se cubren con una carcasa de aluminio. Ya está bien de resúmenes, vamos a centrarnos ahora en el asunto que nos trae a este artículo
- ¿Qué le ocurre a un condensador si se conecta mal (con la tensión inversa)?
- El Condensador Electrolítico Polar Explotará en Polaridad Inversa
- Condensador polarizado explotará con tensión inversa
- La resistividad del condensador electrolítico se reduce al invertir los terminales
- El condensador polar actúa como cortocircuito en la instalación inversa
¿Qué le ocurre a un condensador si se conecta mal (con la tensión inversa)?
Sabemos que un condensador bloquea la corriente continua y deja pasar la corriente alterna. Un condensador polar, es decir, electrolítico, debe conectarse a los terminales correctos de la fuente de alimentación de corriente continua para que funcione correctamente cuando se utilice en circuitos de corriente continua.
En otras palabras, la fuente CC positiva y negativa debe conectarse a los terminales positivo y negativo del condensador respectivamente.
Los accidentes son reales y ocurren más a menudo de lo que nos imaginamos, ya sea de forma intencionada o fortuita. Ahora, vamos a ver qué ocurre si un condensador polar o electrolítico se conecta al terminal inverso de la fuente de corriente continua, es decir, de negativo a positivo y viceversa.
El Condensador Electrolítico Polar Explotará en Polaridad Inversa
En caso de conexión inversa, el condensador no funcionará en absoluto y si la tensión aplicada es superior al valor nominal del condensador, la corriente de fuga más grande comenzará a fluir y calentar el condensador que conducen a dañar la película dieléctrica (la capa de aluminio es muy delgada y fácil de romper) incluso puede explotar el condensador.
Debemos tener cuidado al conectar un condensador polarizado a una fuente de alimentación de corriente continua con terminales adecuados. De lo contrario, la tensión inversa puede dañar todo el condensador con un golpe o pop en un tiempo muy corto (unos segundos).
Esto puede provocar lesiones graves o un peligroso incendio (los condensadores de tantalio lo hacen fácilmente).
Las capas de aluminio del condensador electrolítico sólo soportan la tensión continua directa (igual que el diodo de polarización directa). La tensión continua inversa a través del condensador polar conducirá al fallo del condensador debido a un cortocircuito entre sus dos terminales a través del material dieléctrico (igual que el diodo de polarización inversa operando en la región de ruptura). Este fenómeno se le conoce como efecto válvula.
Ten en cuenta que el electrolito utilizado en la lámina y el condensador electrolítico puede curar y reformar el condensador a su posición inicial si ha pasado muy baja tensión inversa por el condensador,
Así que si has aplicado tensión inversa a un condensador polar, debes probar y comprobar antes de colocar en el circuito o sustituirlo por un nuevo en caso de uso comercial e industrial.
Condensador polarizado explotará con tensión inversa
En el caso de tensión inversa (fuente negativa a terminal positivo y viceversa) explotará el condensador electrolítico de aluminio debido a la teoría de iones de hidrógeno.
En esta conexión de cableado incorrecta, hay tensión positiva a través del cátodo electrolítico y la tensión negativa aparece a través del cátodo electrolítico y la tensión negativa aparece a través de la capa de óxido.
En esta situación, los iones de hidrógeno (H2) reunidos en la capa de óxido atravesarán el medio dieléctrico entre las dos placas y llegarán a la capa metálica donde se convertirán en gas hidrógeno. La presión creada por el gas hidrógeno es suficiente para romper el condensador y la caja puede estallar con la explosión y el vapor.
La resistividad del condensador electrolítico se reduce al invertir los terminales
Cuando los terminales positivo y negativo están conectados del revés, se generará hidrógeno sin producir la película de óxido que es necesaria para el medio dieléctrico.
Por esta razón, la resistividad de un condensador electrolítico conectado al revés es menor en comparación con la conexión correcta, es decir, la fuente positiva y negativa a los terminales positivo y negativo, respectivamente. Todo este proceso fallará y dañará el condensador en su conjunto.
El condensador polar actúa como cortocircuito en la instalación inversa
El medio dieléctrico utilizado entre los dos electrodos del condensador electrolítico es unidireccional, es decir, pasará la corriente sólo y únicamente en una dirección, igual que el diodo de unión PN.
En caso de conexión inversa, el medio dieléctrico no actuará como resistencia ni como material aislante. Se generará gas hidrógeno en muy pocos segundos y el condensador actúa como cortocircuito para la fuente de corriente continua, lo que provocará el fallo del condensador (con la parte superior abombada o el componente desgastado en general).
Es bueno que sepas:
- El condensador polarizado y electrolítico no se conectará a la alimentación de corriente alterna, ya que están especialmente diseñados para funcionar sólo y únicamente en circuitos de corriente contínua de la manera correcta.
Si es así, el condensador explotará inmediatamente. Discutiremos este escenario e un próximo artículo.
- El condensador electrolítico no polar es en realidad dos condensadores electrolíticos conectados uno trás otro en serie (igual que los diodos conectados uno tras otro o dos baterías conectadas en serie). Estos condensadores se utilizan ocasionalmente debido a su baja fiabilidad y eficiencia, gran cantidad de pérdidas y baja capacidad de resistencia a la tensión.
¡Precaución!
Compruebe siempre el terminal positivo y negativo de los condensadores electrolíticos y polares. El que tiene impresa la marca “-” o pata corta se conoce como “Cátodo” o terminal negativo mientras que el otro con pata larga se conoce como “Ánodo” o terminal positivo.
Los condensadores pequeños como los condensadores polarizados, son muy peligrosos ya que explotan con facilidad. Utiliza gafas de seguridad y no toques ninguna parte del circuito mientras diseñas un circuito con condensadores.
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