Condensador de niobio
Las tensiones inversas o las corrientes de ondulación superiores a las tolerancias especificadas pueden destruir el dieléctrico y, por tanto, el condensador; el cortocircuito resultante puede provocar un incendio o una explosión en las unidades más grandes.
Desde 2002 se comercializan en Occidente, aprovechando el menor coste y la mayor disponibilidad del niobio en comparación con el tantalio.
El niobio tiene un punto de fusión (2744 °C) similar al del tantalio y presenta propiedades químicas parecidas.
Sin embargo, el niobio como materia prima es mucho más abundante en la naturaleza que el tantalio y es menos costoso.
El óxido de niobio es un material cerámico duro caracterizado por una elevada conductividad metálica.
El niobio, al igual que el tantalio y el aluminio, es un metal de válvula.
Al poner este metal en contacto con un baño electrolítico y aplicarle una tensión positiva, se forma una capa de óxido eléctricamente aislante cuyo espesor corresponde a la tensión aplicada.
[4][5] Todo condensador electrolítico puede considerarse como un "condensador de placa" cuya capacitancia aumenta con el área del electrodo (A) y la permitividad dieléctrica (ε), y disminuye con el espesor dieléctrico (d).
En la tabla siguiente se resumen las principales características de los distintos tipos.
(1) 100 μF/10 V, a menos que se especifique lo contrario, (2) calculado para un condensador 100 μF/10 V, El fenómeno que puede formar electroquímicamente una capa de óxido sobre el aluminio y metales como el tantalio o el niobio, bloqueando una corriente eléctrica en una dirección pero permitiéndola fluir en la otra, fue descubierto en 1875 por el investigador francés Eugène Ducretet.
La solución encontrada por R. L. Taylor y H. E. Haring, de los Laboratorios Bell, se basaba en la experiencia con la cerámica.
Molieron el tantalio hasta convertirlo en polvo, lo prensaron en forma cilíndrica y, a continuación, sinterizaron las partículas de polvo en un gránulo ("slug") a altas temperaturas, entre 1500 y 2000 °C, en condiciones de vacío.
La tensión de medición en corriente alterna no debe superar los 0,5 V AC-RMS.
Para el marcado abreviado en espacios reducidos, se especifica un código de letras para cada tolerancia en IEC 60062.
La resistencia a la tensión de los condensadores electrolíticos disminuye al aumentar la temperatura.
La relación entre ambas tensiones y temperaturas se muestra en la imagen de la derecha.
Una menor tensión aplicada puede tener influencias positivas para los condensadores electrolíticos de tantalio.
Para los condensadores electrolíticos de niobio, la sobretensión no debe ser superior a 1,3 veces la tensión nominal, redondeada al voltio más próximo.
El electrolito se deteriora por un mecanismo de degradación térmica del polímero conductor.
En caso de fallos o impurezas en el dieléctrico que evocan una ruptura dieléctrica parcial, el canal conductor se aislaría eficazmente mediante la reducción del Nb2O5 en NbO2 de alto ohmiaje si la energía es limitada.
Si el fallo es un cortocircuito (lo más habitual) y la corriente no se limita a un valor seguro, puede producirse un desbocamiento térmico catastrófico.
La normalización para todos los componentes eléctricos, electrónicos y tecnologías relacionadas sigue las reglas dadas por la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI),[25] una organización internacional de normalización no gubernamental y sin ánimo de lucro.
