Condensador no polarizado para crossover

La lámina del ánodo de un capacitor electrolítico polarizado se somete a un tratamiento químico que crea una capa de óxido de aluminio sobre uno de sus lados. Esa capa es el dieléctrico del capacitor. Ese dieléctrico es el que determina cuánta tensión soporta el capacitor.

El cátodo es el electrolito líquido.

La conexión al cátodo se hace por medio de otra lámina de aluminio. Esta otra lámina -la de cátodo- no tiene tratamiento químico pero en la práctica el aluminio puede reaccionar con el oxígeno del aire y así formarse una película de óxido sobre la lámina. Esta capa forma un dieléctrico que soporta entre 1 V y 2 V.

Cuando se aplica al capacitor una tensión inversa mayor de la que puede soportar -es decir mayor que 1~2 V- se rompe ese dieléctrico natural (porque los átomos de oxígeno se van hacia el cátodo) y circula corriente lo mismo que si se hubiera puesto un diodo en paralelo con el capacitor.
(Si se mantiene la tensión inversa durante suficiente tiempo, esa corriente produce electrólisis en el agua contenida en el electrolito, la electrólisis libera oxígeno que al reaccionar con la lámina del cátodo produce óxido, y la capa de óxido reduce la capacitancia y aumenta las pérdidas en el dieléctrico, además de generar gases que aumentan la presión interna.)

Con respecto a la validez de la ecuación de dos capacitores en serie aplicada al caso de electrolíticos polarizados conectados en oposición, pienso hacer algunas mediciones y subir los resultados la semana que viene.

Agrego un par de enlaces:
http://www.kemet.com/Lists/TechnicalArticles/Attachments/157/2002 CARTS Reverse Voltage Failures.pdf
http://www.rubycon.co.jp/en/products/alumi/faq.html
 
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Bueno, recién comparé un no polarizado de 22 uF con dos polarizados en oposición-serie: un par de 10 uF, y un conjunto de 22 uF y 1000 uF.

Al usar 2 valores bien distintos para los capacitores polarizados, se puede ver si vale el razonamiento de que como cada uno de ellos trabaja durante un semiperíodo el valor no es el de la conexión serie.

El valor nominal de la serie de polarizados es 5 uF en un caso y 21,5 uF en el otro.

Se puede ver que las amplitudes son prácticamente las nominales con respecto al no polarizado -a pesar de la gran tolerancia que tienen los electrolíticos-, y que la forma de onda es simétrica, por lo que se aplica lo que siempre se dice, de considerar a la oposición-serie de electrolíticos como un solo no polarizado de valor igual al que corresponde para cualquier otro tipo de capacitor.

La explicación de Cornell Dubilier http://www.cde.com/resources/catalogs/AEappGUIDE.pdf no aclara mucho las cosas ("... los dos capacitores rectifican la tensión aplicada y actúan como si se los hubiera puenteado parcialmente con diodos."). No encontré una explicación mejor que ese "parcialmente" (lo de "puenteado con diodos" es la explicación que conocía acerca del comportamiento con polaridad invertida).

La amplitud de salida fue medida con multímetro. Es suficientemente alta como para romper cualquier pequeño dieléctrico que se pudiera haber formado en la lámina de cátodo de un electrolítico polarizado.
Las tensiones nominales sobre capacitancia y resistencia son respectivamente:
* 4,988 Vrms y 0,345 Vrms para el no polarizado
* 4,989 Vrms y 0,337 Vrms para 22 uF polarizado en serie con 1000 uF polarizado (obviamente la mayor parte de los 4.988 V los recibe el capacitor de 22 uF)
* 4,999 Vrms y 0,0785 Vrms para los dos de 10 uF polarizados.
Tomando como referencia la indicación en pantalla de 215 pk-pk para el no polarizado, las indicaciones para los otros casos serían nominalmente:
210 para 22+1000 -> se midió 223 (6,2% de más)
49 para 10+10 -> se midió 53 (8,2% de más)

La senoidal fue generada por, y la forma de onda vista con, la computadora.
Aclaro que medí la respuesta, la linealidad en amplitud, y la impedancia, de la entrada de micrófono y de la salida de auriculares de la computadora, y son muy buenas para estas mediciones (usa un codec Realtek ALC272).

Un artículo muy bueno acerca de capacitores en audio es http://sound.whsites.net/articles/capacitors.htm#s13

Saludos.
 

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