¿Un condensador electrolítico se degrada cada vez que recibe voltaje inverso?

Sé que no debo conectar un condensador electrolítico a la inversa. Explotará si aplico el voltaje inverso lo suficiente.

Pero, ¿qué sucede si el voltaje inverso se aplica por un corto tiempo? Por ejemplo, se produce una falla en el circuito y el capacitor se polariza inversamente o se expone al voltaje de CA por un corto tiempo, pero aún se ve bien desde afuera. ¿La estructura física y química interna del condensador cambia permanentemente? ¿Seguiría teniendo la capacidad nominal, el voltaje y el tiempo de vida? ¿Está bien seguir usándolo si no explota? Siento que la respuesta es "no", pero estoy buscando una explicación.

Hay muchos tipos y subtipos de electrolíticos, me concentraré en los más comunes para los aficionados: el electrolito de aluminio líquido.

La mayoría de los detalles se pueden leer en el artículo de Wikipedia correspondiente, pero en resumen:

• La capa de óxido de cátodo puede soportar hasta 1.5V de voltaje inverso
• puede recibir daño permanente antes, pero 0.5V se considera seguro

Cuando se aplican voltajes inversos demasiado altos durante demasiado tiempo, puede suceder una de dos cosas:

• los gases hacen explotar la tapa
• la disolución de la capa de óxido corta la tapa

Estos números y el modo de probabilidad de falla pueden diferir mucho cuando se aleja mucho de lo que se considera "temperatura ambiente".

Incluso la aplicación corta de demasiado voltaje inverso puede dañar permanentemente el condensador. A veces, las habilidades de autocuración pueden revertir esto un poco con el tiempo, pero habrá un daño permanente.

Algunas formas de ver el daño son:

• aumento de la corriente de fuga (debido a la capa de óxido parcialmente disuelta)
• Disminución de la capacidad (debido a la autocuración de los agujeros de la capa de óxido)

Otros tipos de electrolíticos tienen diferentes tipos de comportamiento, pero la mayoría de las personas consideran que la exposición corta de hasta 0.5V de voltaje inverso está bien. Esta es la razón por la cual muchos medidores LCR miden capacitancia con 0.5V AC sin importar la polaridad.

Los condensadores electrolíticos pueden soportar durante breves instantes un voltaje inverso durante un número limitado de ciclos. En detalle, los condensadores electrolíticos de aluminio con electrolito no sólido pueden soportar un voltaje inverso de aproximadamente 1 V a 1.5 V.

Los condensadores de tantalio sólido también pueden soportar voltajes inversos por períodos cortos. Las pautas más comunes para el voltaje inverso de tantalio son:

• 10% de la tensión nominal a un máximo de 1 V a 25 ° C,
• 3% de la tensión nominal a un máximo de 0,5 V a 85 ° C,
• 1% del voltaje nominal a un máximo de 0.1 V a 125 ° C.

Estas pautas se aplican para excursiones cortas y nunca deben usarse para determinar el voltaje inverso máximo bajo el cual un condensador puede usarse permanentemente.

Más en Wikipedia

De lo que estás hablando ocurre principalmente en CA, donde durante un corto período de tiempo se aplica un voltaje inverso y luego un voltaje positivo inmediatamente después para revertir el pequeño daño.

La polarización inversa no ocurre tan rápido como para dañar el capacitor permanentemente. El tiempo para que se dañe depende de la tensión inversa aplicada, el tamaño del condensador y el material utilizado para el dieléctrico y los electrodos.

En general, cuando se usa en CA, la aplicación más común es el filtro, no he visto que los condensadores sufran daños suficientes como para interferir con la operación. Los condensadores se usan en filtros en cargadores de CC y los usamos todos los días, y funcionan durante años. Cuando se usa en tales aplicaciones, podría haber daños lentos y podría formarse una capa de óxido, pero no obstaculizar el funcionamiento normal.

Sin embargo, los voltajes transitorios frecuentes pueden dañar los condensadores bastante rápido. Por eso, siempre que apague cualquier dispositivo, baje el volumen, apague el dispositivo y luego retire el enchufe de alimentación de CA.

Si siente que su circuito puede tener un modo de falla como este (Holy cow - en los lugares donde confío en la polaridad de los condensadores de electrolitos que invierten la polaridad, ¡por lo general freiría todo el circuito!), Sería lo mejor

• consulte la hoja de datos de la parte específica, no wikipedia sobre los voltajes inversos de la tapa específica que está utilizando
• utilizar un condensador electrolítico bipolar
• tome medidas de protección (diodos o diodos + fusibles) contra cambios de polaridad externos / volteos de batería
• use circuitos de vigilancia de voltaje para encender solo la electrónica si todos los suministros están listos, y apague rápidamente si uno falla (observo un modo de falla realmente extraño donde la pérdida del riel negativo conduce a un diodo de abrazadera de entrada de un opamp que envía el positivo riel a la entrada de alta impedancia supuestamente ...)

Nunca lo conviertas en un modo de operación normal