Um capacitor eletrolítico se degrada cada vez que recebe tensão reversa?

Eu sei que não devo conectar um capacitor eletrolítico inversamente. Ele explodirá se eu aplicar a tensão reversa por tempo suficiente.

Mas, o que acontece se a tensão reversa for aplicada por um curto período de tempo? Por exemplo, uma falha ocorre no circuito e o capacitor torna-se polarizado inversamente ou exposto à tensão CA por um curto período de tempo, mas ainda parece ok do lado de fora. A estrutura física e química interna do capacitor muda permanentemente? Ainda teria capacidade capacitiva, tensão e tempo de vida útil? Está tudo bem em mantê-lo usando se não explodir? Eu sinto que a resposta é "não", mas estou procurando uma explicação para isso.

Existem muitos tipos e subtipos de eletrolíticos, vou me concentrar nos mais comuns para os entusiastas: o eletrolítico líquido de alumínio.

A maioria dos detalhes pode ser lida no artigo correspondente da wikipedia, mas resumindo:

• A camada de óxido catódico pode suportar até 1.5V de tensão reversa
• pode receber danos permanentes mais cedo, mas 0,5V é considerado seguro

Ao aplicar tensões reversas muito altas por muito tempo, uma das duas coisas pode acontecer:

• gaseamento faz a tampa explodir
• dissolução da camada de óxido encurta a tampa

Esses números e a probabilidade do modo de falha podem diferir bastante quando estão muito além do que é considerado "temperatura ambiente".

Mesmo uma aplicação curta demais de tensão reversa pode danificar permanentemente o capacitor. Às vezes, as habilidades de autocura podem reverter isso um pouco ao longo do tempo, mas haverá danos permanentes.

Algumas maneiras de ver o dano são:

• corrente de fuga aumentada (devido à camada de óxido parcialmente dissolvida)
• capacidade reduzida (devido à autocura dos orifícios da camada de óxido)

Outros tipos de eletrolíticos têm diferentes tipos de comportamento, mas a maioria das pessoas considera curta a exposição a uma tensão reversa de até 0,5V. É por isso que muitos medidores LCR medem a capacitância com 0,5V CA, independentemente de qualquer polaridade.

Os capacitores eletrolíticos podem suportar, por instantes curtos, uma tensão reversa por um número limitado de ciclos. Em detalhes, os capacitores eletrolíticos de alumínio com eletrólito não sólido podem suportar uma tensão reversa de cerca de 1 V a 1,5 V.

Os capacitores sólidos de tântalo também podem suportar tensões reversas por curtos períodos. As diretrizes mais comuns para tensão reversa de tântalo são:

• 10% da tensão nominal até 1 V no máximo a 25 ° C,
• 3% da tensão nominal até um máximo de 0,5 V a 85 ° C,
• 1% da tensão nominal até um máximo de 0,1 V a 125 ° C.

Essas diretrizes aplicam-se a excursões curtas e nunca devem ser usadas para determinar a tensão reversa máxima sob a qual um capacitor pode ser usado permanentemente.

Mais na Wikipedia

O que você está falando acontece principalmente em uma CA, onde por um curto período de tempo uma tensão reversa é aplicada e, em seguida, uma tensão positiva imediatamente depois disso para reverter os pequenos danos.

A polarização reversa não ocorre com a rapidez necessária para danificar o capacitor permanentemente. O tempo para danificar depende da tensão reversa aplicada, do tamanho do capacitor e do material usado para o dielétrico e os eletrodos.

Geralmente, quando usado em CA, a aplicação mais comum é o filtro, não vejo capacitores sofrendo danos suficientes o suficiente para interferir na operação. Os capacitores são usados ​​no filtro em carregadores de corrente contínua e os usamos todos os dias, e eles funcionam por anos. Quando usado em tais aplicações, pode haver danos lentos e a camada de óxido pode se formar, mas nenhum obstáculo na operação normal.

Embora tensões transitórias frequentes possam danificar os capacitores rapidamente. É por isso que, sempre que desligar qualquer dispositivo, diminua o volume, desligue o dispositivo e remova o plugue de energia CA.

Se você acha que seu circuito pode ter um modo de falha como esse (vaca sagrada - nos locais em que confio na polaridade dos capacitores de eletrólitos que invertem a polaridade usualmente fritam todo o circuito!), Seria melhor

• consulte a folha de dados da peça específica, não a Wikipedia sobre tensões reversas da tampa específica que você está usando
• use um capacitor de eletrólito bipolar
• tomar medidas de proteção (diodos ou diodos + fusíveis) contra alterações de polaridade externa / inversões de bateria
• use circuitos de controle de tensão para ligar apenas os eletrônicos se todas as fontes estiverem prontas - e desligue rapidamente se houver uma falha (eu observo um modo de falha realmente estranho, em que a perda do trilho negativo leva a um diodo de fixação de um opamp enviando o positivo trilho para a entrada supostamente alta impedância ....)

Nunca faça disso um modo de operação normla