condensateur électrolytique

Un condensateur électrolytique atteint une capacité élevée dans un petit volume en utilisant une fine couche d'oxyde comme diélectrique, avec un électrolyte (une pâte chimique ou un liquide) servant de l'une des deux plaques conductrices. L'autre plaque est généralement une feuille d'aluminium ou de tantale. Cette asymétrie signifie que les condensateurs électrolytiques sont polarisés : ils doivent être installés avec la bonne polarité, sinon la couche d'oxyde se dégrade et le condensateur tombe en panne, souvent de manière explosive.

Le diélectrique d'oxyde n'a que quelques nanomètres d'épaisseur, c'est pourquoi ces condensateurs contiennent de 1 à 10 000 microfarads dans des boîtiers plus petits qu'une pile AA. Un condensateur à film comparable aurait la taille d'une brique. Cela rend les électrolytiques essentiels dans les alimentations électriques, les amplificateurs audio et tout circuit qui doit filtrer ou stocker des quantités modérées de charge. Les électrolytiques en aluminium sont bon marché et courants ; les électrolytiques au tantale offrent une meilleure stabilité et fiabilité, mais coûtent plus cher et sont moins tolérants aux surtensions.

Les condensateurs électrolytiques se dégradent régulièrement pendant l'utilisation. L'électrolyte sèche ou se dégrade chimiquement, augmentant la résistance série équivalente (ESR) et réduisant la capacité. La chaleur accélère ce processus : une règle empirique est que la durée de vie du condensateur est divisée par deux pour chaque augmentation de 10 degrés Celsius de la température de fonctionnement. Un condensateur évalué pour 105 °C à 2000 heures pourrait ne durer que 500 heures à 125 °C. Le courant d'ondulation chauffe également le condensateur en interne, et le dépassement du courant d'ondulation nominal est une cause fréquente de défaillance prématurée dans les alimentations électriques.

Une tension inverse, même brève, oxyde l'électrolyte et crée un court-circuit. Les pics de surtension rompent la couche d'oxyde. Une fois dégradé, le condensateur présente un courant de fuite, des renflements sur le boîtier (un signe d'avertissement visible) et finit par s'éventer ou exploser. Pour cette raison, les électrolytiques sont remplacés régulièrement dans les équipements vieillissants, en particulier dans les applications à courant d'ondulation élevé.

Malgré leurs limites, les électrolytiques restent le cheval de bataille des circuits analogiques car aucune autre technologie n'offre la même combinaison de capacité, de coût et de taille. Les conceptions modernes les spécifient de manière conservatrice : en utilisant 80 % de la tension nominale, en maintenant les températures en dessous de 85 °C et en sélectionnant des unités conçues pour un courant d'ondulation suffisant. Dans les applications à haute fiabilité, ils sont associés à des condensateurs à film pour gérer les pics de tension et prolonger la durée de vie globale du circuit.