Los condensadores

Es un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en un circuito en el momento adecuado.Está compuesto, básicamente, por un par de armaduras separadas por un material aislante denominado dieléctrico. La capacidad de un condensador consiste en almacenar mayor o menor número de cargas cuando está sometido a tensión.

Condensador básico Símbolos del condensador

La capacidad o capacitancia es una propiedad de los capacitores. Esta propiedad rige la relación existente entre la diferencia de potencial existente entre las placas del capacitor y la carga eléctrica almacenada en este mediante la siguiente ecuación:

Donde:

Q es la carga almacenada, medida en coulomb

V es la diferencia de potencial, medida en volt

C es la capacidad, medida en farad.

Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que sólo depende de la forma del capacitor considerado.

En la práctica, la dinámica eléctrica del condensador se expresa gracias a la siguiente ecuación diferencial, que se obtiene derivando respecto al tiempo la ecuación anterior.

Donde i representa la corriente eléctrica, medida en ampère

Energía:

La energía almacenada en un capacitor, medida en joule, es igual al trabajo realizado para cargarlo. Consideremos un capacitor con una capacidad C, con una carga +q en una placa y -q en la otra. Para mover una pequeña cantidad de carga dq desde una placa hacia la otra en sentido contrario a la diferencia de potencial se debe realizar un trabajo dW:

Donde:

W es el trabajo realizado, medido en joule.

q es la carga, medida en coulomb.

C es la capacitancia, medida en farad.

Se puede calcular la energía almacenada en un capacitor integrando esta ecuación. Si se comienza con un capacitor descargado (q = 0) y se mueven cargas desde una de las placas hacia la otra hasta que adquieran cargas +Q y -Q respectivamente, se debe realizar un trabajo W:

Combinando esta expresión con la ecuación de arriba para la capacidad, obtenemos:

Donde:

W es la energía, medida en joule.

C es la capacidad, medida en farad .

V es la diferencia de potencial, medido en volt.

Q es la carga almacenada, medida en coulomb.

Características Técnicas Generales:

Capacidad nominal.- Es el valor teórico esperado al acabar el proceso de fabricación. Se marca en el cuerpo del componente mediante un código de colores o directamente con su valor numérico.Tolerancia.- Diferencia entre las desviaciones, de capacidad, superior o inferior según el fabricante.Tensión nominal.- Es la tensión que el condensador puede soportar de una manera continua sin sufrir deterioro

Clasificación:

Condensadores fijos

Son componentes pasivos de dos terminales. Se clasifican en función del material dieléctrico y su forma. Pueden ser: de papel, de plástico, cerámico, electrolítico, de mica, de tántalo, de vidrio, de poliéster, Estos son los más utilizados. A continuación se describirá, sin profundizar, las diferencias entre unos y otros, así como sus aplicaciones más usuales.

De papel

El dieléctrico es de celulosa impregnada con resinas o parafinas. Destaca su reducido volumen y gran estabilidad frente a cambios de temperatura. Tienen la propiedad de autor regeneración en caso de perforación. Las armaduras son de aluminio. Se fabrican en capacidades comprendidas entre 1uF y 480uF con tensiones entre 450v y 2,8Kv.

Se emplean en electrónica de potencia y energía para acoplamiento, protección de impulsos y aplanamiento de ondulaciones en frecuencias no superiores a 50Hz.

Condensador de papel

Condensador de plástico bobinado.

1 y 2 son las dos hojas de plástico y a y b son dos hojas de aluminio enrolladas conjuntamente.

De plástico

Sus características más importantes son: gran resistencia de aislamiento (lo cual permite conservar la gran carga), volumen reducido y excelente comportamiento a la humedad y a las variaciones de temperatura, además, tienen la propiedad de autor regeneración en caso de perforación en menos de 10s. Los materiales más utilizados son: poli estireno (styroflex), poliéster (mylar), poli carbonato (Macrofol) y politetrafluoretileno (teflón). Se fabrican en forma de bobinas o multicapas.También se conocen como MK. Se fabrican de 1nF a 100mF y tensiones de 25-63-160-220-630v, 0.25-4Kv. Se reconocen por su aspecto rojo, amarillo y azul.

Cerámico

Los materiales cerámicos son buenos aislantes térmicos y eléctricos. El proceso de fabricación consiste básicamente en la metalización de las dos caras del material cerámico.Se fabrican de 1pF a 1nF (grupo I) y de 1pF a 470nF (grupo II) con tensiones comprendidas entre 3 y 10.000v.Su identificación se realiza mediante código alfanumérico. Se utilizan en circuitos que necesitan alta estabilidad y bajas pérdidas en altas frecuencias.

Condensador cerámico de disco Condensador cerámico de placa

Electrolítico

Permiten obtener capacidades elevadas en espacios reducidos. Actualmente existen dos tipos: los de aluminio, y los de tántalo. El fundamento es el mismo: se trata de depositar mediante electrolisis una fina capa aislante. Los condensadores electrolíticos deben conectarse respetando su polaridad, que viene indicada en sus terminales, pues de lo contrario se destruiría.

Símbolo de un condensador electrolítico y de tántalo

Condensador electrolítico

Condensador de tántalo

De mica

Son condensadores estables que pueden soportar tensiones altas, ya que la rigidez dieléctrica que presenta es muy elevada. Sobre todo se emplean en circuitos de alta frecuencia. Se utilizan en gamas de capacidades comprendidas entre 5pf y 100000pF. La gama de tensiones para las que se fabrican suelen ser altas (hasta 7500v). Se están sustituyendo por los de vidrio, de parecidas propiedades y más barato.

Condensadores variables

Constan de un grupo de armaduras móviles, de tal forma que al girar sobre un eje se aumenta o reduce la superficie de las armaduras metálicas enfrentadas, variándose con ello la capacidad. El dieléctrico empleado suele ser el aire, aunque también se incluye mica o plástico.

Condensadores ajustables

Denominados también trimmers, los tipos más utilizados son los de mica, aire y cerámica.

Los condensadores electrolíticos:

Introducción

Básicamente, un condensador, en su expresión más simple, está formado por dos placas metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.) que se encuentra entre dichas placas. La magnitud del valor de capacidad de un condensador es directamente proporcional al área de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el área de las placas, mayor será el valor de capacidad, expresado en millonésimas de Faradios [µF], y cuanto mayor sea la distancia entre las placas, mayor será la aislación o tensión de trabajo del condensador, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto más las placas se separan.

Tecnología de los condensadores electrolíticos

Dentro de la gran variedad de tecnologías de fabricación de condensadores, los electrolíticos son los de mayor capacidad, debido a que se recurre a reducir la separación entre las placas, a aumentar el área enfrentada de las mismas y a la utilización de un dieléctrico de elevada constante dieléctrica.

Los condensadores electrolíticos deben su nombre a que el material dieléctrico que contienen es un ácido llamado electrolito y que se aplica en estado líquido. La fabricación de un condensador electrolítico comienza enrollando dos láminas de aluminio separadas por un papel absorbente humedecido con ácido electrolítico. Luego se hace circular una corriente eléctrica entre las placas para provocar una reacción química que producirá una capa de óxido sobre el aluminio, siendo este óxido de electrolito el verdadero dieléctrico del condensador. Para que pueda ser conectado en un circuito electrónico, el condensador llevará sus terminales de conexión remachados o soldados con soldadura de punto. Por último, todo el conjunto se insertará en una carcasa metálica que le dará rigidez mecánica y se sellará herméticamente, en general, con un tapón de goma, que evitará que el ácido se evapore en forma precoz.

Un término muy común en la jerga de los fabricantes de condensadores electrolíticos es el de protocondensador , con el cual se denomina a los condensadores fabricados y ensamblados que aun no se les ha hecho circular una corriente para que se forme la capa de óxido de electrolito. Este término lo utilizaremos más adelante para una mejor comprensión en este mismo artículo.

Cabe aclarar que, si bien existen condensadores con dieléctrico de papel, en el caso de los electrolíticos el papel entre placas cumple la función de sostener al ácido uniformemente en toda la superficie de las mismas.

Diversas fallas en los electrolíticos

Una falla en la uniformidad de la capa de óxido formada en algún punto de las placas produce un cortocircuito o una disminución de la tensión de trabajo del condensador. Esta condición aumenta una corriente de fuga que provoca el sobrecalentamiento interno y la consiguiente expansión y evaporación del ácido, que al superar por presión el hermetismo del tapón de goma puede destruir por explosión al condensador.

Si el sellado hermético del condensador no es bueno, el ácido se seca y deja de actuar como dieléctrico. En este caso, el valor de capacidad se reduce progresivamente.

Un condensador que en un período de aproximadamente 4 años no recibe tensión (es decir, no se utiliza), comienza a deformarse internamente. En efecto, la capa de óxido de electrolito se reduce por sí misma si el condensador no es conectado a una fuente de tensión continua, acercándose gradualmente a su condición primitiva de protocondensador , cuando en fábrica estaba siendo formado. Es por eso que debería tenerse especial cuidado en conocer la fecha de fabricación de estos componentes casi perecederos, o preguntar el tiempo de inactividad de un aparato electrónico, si se apresta a repararlo. Un caso similar ocurre cuando se utiliza a un condensador con tensiones mucho

menores a su tensión nominal de trabajo; al estar prácticamente sin polarización de corriente continua, la capa de óxido se irá haciendo cada vez más angosta, hasta provocar la falla del circuito electrónico en donde trabaja.

Al estar los terminales del condensador unidos por remaches o puntos de soldadura a las placas, existe en ambos casos una cierta resistencia de contacto. Si el condensador trabaja en una condición de alto rizado (ripple) como, por ejemplo, el filtrado una fuente conmutada (switching), estas uniones eléctricas se calientan y se oxidan. Al calentarse y enfriarse, se dilatan y contraen respectivamente; estas sucesivas contracciones y dilataciones provocarán el aflojamiento de las uniones de los terminales, llegando incluso a dejar al condensador en un estado de circuito abierto o con intermitencias, comúnmente llamadas falsos contactos. Por otra parte, estos falsos contactos producen un sobrecalentamiento, que acelera el proceso, en una especie de círculo vicioso. Esta condición especial es la que suele confundir a los técnicos más experimentados, pues un aparato puede funcionar correctamente en el instante inicial de encendido y fallar al alcanzar apenas unos grados de temperatura y viceversa.

Medición y comprobación de condensadores electrolíticos

Si bien existen varias pruebas y mediciones que pueden realizarse sobre un condensador, mencionaremos aquellas que especialmente estén al alcance de un técnico estudiante o un profesional reparador y que sean de utilidad para la detección y solución de fallos en equipos electrónicos.

COMPROBACION DE CONTINUIDAD: se utiliza un óhmetro común para

comprobar si el condensador está en cortocircuito o con fugas de importancia, aunque no se

podrá comprobar con certeza que esté a circuito abierto o con intermitencias internas.

Otras pruebas son: MEDICION DE LA CORRIENTE DE FUGAS,MEDICION DE LA

CAPACIDAD,MEDICION DE LA RESISTENCIA SERIE EQUIVALENTE (ESR):

CAPACITORES FIJOS.

Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características dependen principalmente del tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos se corresponden con los nombres del dieléctrico usado.

De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos:

Cerámicos. Plástico.

Mica.

Electrolíticos.

De doble capa eléctrica.

Capacitores cerámicos

El dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el material más utilizado el dióxido de titanio. Este material confiere al condensador grandes inestabilidades por lo que en base al material se pueden diferenciar dos grupos:

Grupo I: caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente de temperatura bien definido y casi constante.

Grupo II: su coeficiente de temperatura no está prácticamente definido y además de presentar características no lineales, su capacidad varía considerablemente con la temperatura, la tensión y el tiempo de funcionamiento. Se caracterizan por su elevada permitividad.

Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten amplias posibilidades de diseño mecánico y eléctrico.

Capacitores de plástico

Estos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento y elevadas tempeeraturas de funcionamiento.Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo k y tipo MK, que se distinguen por el material de sus armaduras (metal en el primer caso y metal vaporizado en el segundo).

Según el dieléctrico usado se pueden distinguir estos tipos comerciales:

KS: styroflex, constituidos por láminas de metal y poliestireno como dieléctrico.

KP: formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno.

MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.

MKY: dieléctrco de polipropileno de gran calidad y láminas de metal vaporizado.

MKT: láminas de metal vaporizado y dieléctrico de teraftalato de polietileno (poliéster).

MKC: makrofol, metal vaporizado para las armaduras y policarbonato para el dieléctrico.

A manera de orientación, estas pueden ser las características típicas de los capacitores de plástico:

TIPO CAPACIDAD TOLERANCIA TENSION TEMPERATURA

KS 2pF-330nF +/-0,5% +/-5% 25V-630V -55ºC-70ºC

KP 2pF-100nF +/-1% +/-5% 63V-630V -55ºC-85ºC

MKP 1,5nF-4700nF +/-5% +/-20% 0,25KV-40KV -40ºC-85ºC

MKY 100nF-1000nF +/-1% +/-5% 0,25KV-40KV -55ºC-85ºC

MKT 680pF-0,01mF +/-5% +/-20% 25V-630V -55ºC-100ºC

MKC 1nF-1000nF +/-5% +/-20% 25V-630V -55ºC-100ºC

Capacitores de mica

El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.

Capacitores electrolíticos:

En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otra está constituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de los casos aparecen polarizados.

Podemos distinguir dos tipos:

Electrolíticos de aluminio: la armadura metálica es de aluminio y el electrolito de tetraborato armónico.

Electrolíticos de tántalo: el dieléctrico está constituido por óxido de tántalo y nos encontramos con mayores valores capacitivos que los anteriores para un mismo tamaño. Por otra parte las tensiones nominales que soportan son menores que los de aluminio y su coste es algo más elevado.

Capacitores de doble capa eléctrica:

Estos capacitores también se conocen como supercapacitores o CAEV debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen. Se diferencian de los capacitores convencionales en que no usan dieléctrico por lo que son muy delgados. Las características eléctricas más significativas desde el punto de su aplicación como fuente acumulada de energía son: altos valores capacitivos para reducidos tamaños, corriente de fugas muy baja, alta resistencia serie, y pequeños valores de tensión.

CAPACITORES VARIABLES:

Estos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertos límites. Igual que pasa con las resistencias podemos distinguir entre capacitores variables, su aplicación conlleva la variación con cierta frecuencia (por ejemplo sintonizadores); y capacitores ajustables o trimmers, que normalmente son ajustados una sola vez (aplicaciones de reparación y puesta a punto).La variación de la capacidad se lleva a cabo mediante el desplazamiento mecánico entre las placas enfrentadas. La relación con que varían su capacidad respecto al ángulo de rotación viene determinada por la forma constructiva de las placas enfrentadas, obedeciendo a distintas leyes de variación, entre las que destacan la lineal, logarítmica y cuadrática corregida.

IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORES

Vamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo de condensador, y un código de marcas, particularizado en los mismos. Primero determinaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y el tipo concreto dentro de estos.Las principales características que nos vamos a encontrar en los capacitores van a ser la

capacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán unas características u otras.En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color del código de colores, son lo mismo que para resistencias. Debemos destacar que la fuente más fiable a la hora de la identificación son las características que nos proporciona el fabricante.

Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2

Capacitores cerámicos tubulares

CÓDIGO DE COLORES

CÓDIGO DE MARCAS

Capacitores de plástico

CÓDIGO DE COLORES

Código de Marcas:

Capacitores electrolíticos

Estos capacitores siempre indican la capacidad en microfaradios y la máxima tensión de trabajo en voltios. Dependiendo del fabricante también pueden venir indicados otros parámetros como la temperatura y la máxima frecuencia a la que pueden trabajar.Tenemos que poner especial atención en la identificación de la polaridad. Las formas más usuales de indicación por parte de los fabricantes son las siguientes:

Capacitores de tantalio

Actualmente estos capacitores no usan el código de colores (los más antiguos, si). Con el código de marcas la capacidad se indica en microfaradios y la máxima tensión de trabajo en voltios. El terminal positivo se indica con el signo +:

Códigos de Condensadores: Figura c.

VALOR TIPO CÓDIGO VALOR TIPO CÓDIGO 1.5pF Cerámico 1,000pF / .001uF Cerámico / Mylar 1023.3pF Cerámico 1,500pF / .0015uf Cerámico / Mylar 15210pF Cerámico 2,000pF / .002uF Cerámico / Mylar 20215pF Cerámico 2,200pF / .0022uF Cerámico / Mylar 22220pF Cerámico 4,700pF / .0047uF Cerámico / Mylar 47230pF Cerámico 5,000pF / .005uF Cerámico / Mylar 50233pF Cerámico 5,600pF / .0056uF Cerámico / Mylar 56247pF Cerámico 6,800pF / .0068uF Cerámico / Mylar 68256pF Cerámico .01 Cerámico / Mylar 10368pF Cerámico .015 Mylar 75pF Cerámico .02 Mylar 20382pF Cerámico .022 Mylar 22391pF Cerámico .033 Mylar 333100pF Cerámico 101 .047 Mylar 473120pF Cerámico 121 .05 Mylar 503130pF Cerámico 131 .056 Mylar 563150pF Cerámico 151 .068 Mylar 683180pF Cerámico 181 .1 Mylar 104220pF Cerámico 221 .2 Mylar 204330pF Cerámico 331 .22 Mylar 224470pF Cerámico 471 .33 Mylar 334560pF Cerámico 561 .47 Mylar 474680pF Cerámico 681 .56 Mylar 564750pF Cerámico 751 1 Mylar 105820pF Cerámico 821 2 Mylar 205

General Capacitance Codebreaker information

PicoFarad (pF) NanoFarad (nF) MicroFarad (mF, uF or mfd) Capacitance Code

1000 1 or 1n 0.001 102

1500 1.5 or 1n5 0.0015 152

2200 2.2 or 2n2 0.0022 222

3300 3.3 or 3n3 0.0033 332

4700 4.7 or 4n7 0.0047 472

6800 6.8 or 6n8 0.0068 682

10000 10 or 10n 0.01 103

15000 15 or 15n 0.015 153

22000 22 or 22n 0.022 223

33000 33 or 33n 0.033 333

47000 47 or 47n 0.047 473

68000 68 or 68n 0.068 683

100000 100 or 100n 0.1 104

150000 150 or 150n 0.15 154

220000 220 or 220n 0.22 224

330000 330 or 330n 0.33 334

470000 470 or 470n 0.47 474

TrimersTrimmers Capacitores

Código Descripción

TR Azul Z050

TR Azul Z070

TR Azul Z100

TR Blanco

TR Marrón

TR Naranja

TR Negro

TR Rojo

TR Rosa

TR Verde

TR Amarillo

(1.5 a 5 pF) NPO

( 2 a 7 pF) NPO

(2.7 a 10 pF) NPO

(2.1 a 10 pF) N200

(9.8 a 60 pF) N1200

( 6 a 50 pF) NPO

(10 a 120 pF) N750

(4.2 a 20 pF) N750

(4.2 a 20 pF) N450

(5.2 a 30 pF) N750

(6.8 a 45 pF) N1200

Trimers: La figura muestra una fotografía de Capacitores Variables.

Figura C

Figura C

Capacitores Variáveis (Trimer`s)

0 a 5 pF azul R$ 1,50

2 a 7 pF azul R$ 1,50

2 a 10 pF azul R$ 1,50

2 a 20 pF rosa R$ 1,50

3 a 30 pF verde R$ 1,50

5 a 45 pF amarelo em falta

6 a 60 pF marrom R$ 1,50

INFORMACION COMPLEMENTARIA.

Faradio , puede definirse como la capacidad de un capacitor en el que, sometidas sus

armaduras (placas) a una diferencia de potencial de 1 voltio, estas adquieren una carga

eléctrica de 1 culombio (Unidad de carga eléctrica en el sistema basado en el metro, el

kilogramo, el segundo y el amperio (sistema MSKA o internacional). Es la carga que un amperio

transporta cada segundo. Nombrado así en honor a Charles Coulomb).

En los inicios no se construían capacitores de 1 faradio porque eran muy grandes, hoy día ya se

construyen y pueden ser de unos 12 cm. de alto por 8 de cms. de diámetro aproximadamente.

Los capacitores, en su mayoría se miden en millonésimas partes de un faradio (0.000001 =

1µF).( No dejes de ver Códigos ).

Particularmente en Europa se utiliza algunas veces otra unidad llamada Centímetro de

capacidad con un valor equivalente a 1.1126 microfaradios ( 1.1126 µF ).

La fórmula para definir la capacidad de un capacitor es la siguiente: siguiente:

C= Q/V

Esta fórmula se define de la siguiente manera:

C = Capacidad

Q= Carga eléctrica

V= Diferencia de potencial.

LOS CAPACITORES, COMO FUNCIONAN:

Bien, hemos dicho ya lo relacionado con el faradio, ahora hablaremos específicamente sobre

los capacitores, su uso, etc.

La acción de los capacitores está muy íntimamente ligada con los electrones, atracción o

repulsión entre cargas eléctricas. Las placas de los capacitores se encargan de recolectar

electrones, almacenando así un exceso de estos en la placa negativa. Entre las 2 placas se

forma un campo llamado Campo de fuerza electrostática, misma que ejerce su influencia sobre

el dieléctrico (Sustancia aislante en la cual puede existir un campo eléctrico en estado

estacionario. -Esta sustancia tiene como principales características eléctricas su permitividad y

su poder de aislamiento.- Material utilizado principalmente en la fabricación de capacitores

para obtener una cierta capacidad. Los principales materiales dieléctricos utilizados, en la

fabricación de capacitores son el aire, el tantalio, el aluminio, el papel, la mica, algunos tipos

de cerámica, algunos plásticos, etc.), causando que los electrones se desvíen de sus órbitas de

rotación normal.

CAPACITOR DESCARGADO

En la figura que siguiente, notamos que las placas del capacitor están descargadas, o sea no

hay electrones circulando en ellas, en otras palabras, no existe voltaje o tension aplicada

puesto que el interruptor se encuentra abierto y por lo tanto, no existe una diferencia de

potencial entre las placas.

Volviendo a que toda la materia está compuesta de átomos, existe un núcleo en el centro con

carga positiva, dicho núcleo está rodeado de electrones girando a su alrededor, recordemos

que la carga de los electrones es negativa y se

rechazan cuando se aproximan.

C: Descargado.

En la figura vemos que cada placa tiene sus electrones balanceados o sea, en números iguales,

en el dieléctrico los átomos se encuentran en su estado normal, con sus electrones girando es

sus órbitas. Decimos entonces que el capacitor tiene sus elementos en equilibrio, dado que no

existe una fuerza exterior que altere su estado.

CAPACITOR CARGADO

Vemos ahora en la figura siguiente, que el interruptor se encuentra conectado, completando

así el circuito, por lo mismo, se aplica una f.e.m o voltaje, a las placas del capacitor. Es de

suponer que la diferencia de potencial pone en movimiento a los electrones circulando una

corriente eléctrica por el alambre, la corriente circulante es poca duración.

La corriente de carga del capacitor es de la placa positiva al polo positivo de la batería, por los

electrones que pierde dicha placa, en tanto la negativa los acumula. No es de extrañar este

comportamiento ya que sabemos que la polaridad positiva atrae electrones libres, en tanto que

la negativa los rechaza. Los electrones libres de la placa positiva pasan a la batería y siguen

hacia la placa negativa, tratando con esto de volver a la positiva, de donde emigraron.

Se encuentran entonces con el dieléctrico, el cual no permite el paso de estos electrones,

dando como resultado al aglutinamiento en la placa negativa.

C: cargado

Es de mencionar el hecho de que las placas tienen una superficie grande con respecto a la

separación entre ellas que es muy reducida y por lo mismo los electrones tratan de pasar a la

placa positiva, con esto forman un estado de tensión eléctrica, denominado Campo

electrostático o bien, líneas de fuerza electrostática. Tomando en cuenta que el dieléctrico es

de un material aislante, tiene sus electrones íntimamente ligados a sus átomos, es por esto

que no pueden pasar del dieléctrico a la placa positiva, únicamente pueden desviarse hacia

ella en sus órbitas de rotación.

Podemos decir que cuanto más alto sea el voltaje aplicado al capacitor, será mayor la tensión

que soporta el dieléctrico, es por esto que será mayor la deformación de las órbitas de sus

electrones, en su lucha por trasladarse a la placa positiva y alejarse de la negativa.

Si desconectamos la batería, abriendo el interruptor el capacitor queda cargado, o sea, las

condiciones de las cuales se explicó anteriormente, siguen vigentes en sus placas.

Si hiciéramos un puente entre las 2 placas, inmediatamente los electrones de la placa negativa

pasarán a la positiva, formándose una corriente de poda duración en dirección contraria a la

primera, esto es, cuando se cargó el capacitor. El resultado de esta acción es que las placas del

capacitor vuelven a su estado de equilibro y en el dieléctrico los electrones vuelven a sus

órbitas normales de rotación, en otras palabras, el capacitor queda descargado.

COMO FUNCIONA UN CAPACITOR CON C.A.:

Si le aplicamos corriente alterna a un capacitor, durante la alternación positiva, la corriente se

mueve en una dirección y por un instante, una de las placas adquirirá carga positiva y la otra

carga negativa, cuando cambie la alternación, también cambiará la polaridad de las placas, la

que era positiva será negativa y así sucesivamente cambiarán de polaridad. Los electrones

sometidos a esta corriente no pasarán por el dieléctrico. Tomando en cuenta que las placas

serán positivas y negativas a la vez, el resultado sobre el dieléctrico será como si estuviera

cerrado por un conductor, o sea, en cortocircuito, tal como se indicó anteriormente para

descargarlo.

Para resumir diremos que una corriente alterna pasa por el capacitor, en tanto que la corriente

directa no lo hace, obviamente, tratándose que el dieléctrico es un aislador, en condiciones

normales no permite el paso de ninguna corriente a través de el.

Se dice que el capacitor perfecto sería aquel que recibiera en su placa negativa a todos los

electrones que perdiera su placa positiva, y al momento de ser descargado, devolviera

íntegramente, a todos los electrones a su placa positiva.

En la práctica esto no es posible. Las pérdidas de energía (electrones ) se deben:

1. primeramente por la resistencia de los conductores, esto incluye a las placas de los

capacitores. Es evidente que debe de tratarse de reducir al máximo la resistencia de los

conductores y las placas y todo material metálico, para reducir la pérdida. Como sabemos,

toda energía que se pierde se convierte en calor que no es útil de ninguna manera.

2. Pérdida de energía causada por el escape a través del dieléctrico. Cuando no se usa un buen

material aislante como dieléctrico, cierto número de electrones pasa a la placa positiva por el.

3. La humedad también es otro factor que influye en las pérdidas de energía en un capacitor.

Las razones antes mencionadas permitirá que un capacitor desconectado de su fuente, pierda

su carga después de un tiempo.

Existe otra pérdida y se debe a la absorción del dieléctrico, y esto se nota cuando se conecta a

corrientes alternas de alta frecuencia. Los capacitores con dieléctrico de aire, mica o aceite,

absorben poca energía, en tanto los de papel corriente, causan pérdidas relativamente

mayores.

Los factores que determinan la capacidad de los capacitores son:

1. Área de la superficie activa de las placas.

2. Separación de las placas (grueso del dieléctrico).

3. Tipo del dieléctrico utilizado “K”. C = K x A

D

Es de suponer que un capacitor con una superficie mayor en sus placas, tendrá mayor

capacidad.

Si el dieléctrico es más grueso, también tendrá mayor capacidad.

Dependiendo del tipo del dieléctrico usado, el capacitor tendrá mayor o menor capacidad, por

ejemplo, un capacitor que use dieléctrico de baquelita será de mayor capacidad que uno que

use papel encerado, y con dieléctrico de aire, será aún menor la capacidad. Puede decirse que

de todos los dieléctricos usados el de aire tiene el constante de tiempo más bajo. a

continuación te presentamos la tabla de dieléctricos.

Dieléctrico: Constante

Barniz 4.5 á 5.5

Género barnizado 3.0 á 5.0

Goma laca 3.0 á 3.06

Isolantina 3.6

Mica 3.0 á 7.0

Papel aislador simple

1.6 á 2.5

Papel encerado 2.0 á 3.2

Papel secante poroso 5.0

Película fotográfica 6.8

Pizarra eléctrica 6.0 á 7.0

Porcelana 4.0 á 6.0

Seda 4.6

Vidrio 7.5 á 8.0

Vidrio pirex 5.0 á 6.0

VOLTAJE DE PERFORACIÓN:Un capacitor debe de incluir un máximo de capacidad en un mínimo de espacio. Las placas y el dieléctrico deben de ser tan delgadas como sea posible. Sin embargo, debe de existir cierto límite en el espesor que se le puede dar al dieléctrico, el cual está determinado por el material que se use y el voltaje que se le vaya a aplicar.Como sabemos, no hay aislador ideal. Es posible hacer pasar una corriente a través de cualquier aislador, dependiendo del voltaje que se le aplique, si este es lo suficientemente alto, si el material es muy delgado, el tipo de material. A este voltaje se le denomina voltaje de perforación. La prueba que se hace para probar los capacitores es aplicando el doble del voltaje normal por espacio de 15 segundos y luego se deben de descargar a través de un resistor que limite la corriente de descarga a menos de 1 amperio.Voltaje de perforación de materiales de .001" de espesor:

Material: Voltios

Aire seco 50

Asbesto (amianto) 100

Papel manila seco 220

Vidrio 300

Cartón prensado 330

Algodón 340

Caucho 500

Seda 565

Papel parafinado 1000

Porcelana 1000

Baquelita 1000

Mica 8000

La tabla indica que el voltaje que se necesita para poder desligar los electrones de los átomos

de cada material aquí indicado, con lo cual el aislador se convierte en conductor parcial.

Condensador de placas paralelas.

Dos placas paralelas de igual área A están separadas una distancia d como en la figura . Una placa tiene

carga +Q, y la otra, carga -Q

Reactancia

Se denomina Reactancia a la parte imaginaria de la impedancia ofrecida, al paso de la corriente alterna. En

su acepción más general, el término reactancia significa sin pérdidas, y su asociación al mundo de los

circuitos eléctricos, data de los trabajos de Foster, a principios del siglo XX.

En el análisis de circuitos R-L-C, la reactancia, representada como (X) es la parte imaginaria del número

complejo que define el valor de la impedancia, mientras que la resistencia (R) es la parte real de dicho valor.

Dependiendo del valor de la reactancia se puede decir que el circuito presenta reactancia capacitiva Xc,

cuando X<0; reactancia inductiva XL, cuando X>0; o es puramente resistivo, cuando X=0. Como

impedancia, que es en realidad, la reactancia también se mide en ohmios. Vectorialmente, la reactancia

inductiva y la capacitiva son opuestas.

La oposición al paso de la AC ofrecida por un capacitor, se conoce como reactancia capacitiva se

representa por Xc y su valor viene dado por la fórmula:

en la que:

Xc= Reactancia capacitiva en ohmios Ω.

C=Capacitancia en faradios

f=Frecuencia en hercios

La oposición al paso de la corriente alterna ( AC) ofrecida por una bobina o inductor, se conoce

como reactancia inductiva se representa por XL , y su valor viene dado por:

en la que :

XL= Reactancia inductiva en ohmios Ω.

L=Inductancia en henrios

f=Frecuencia en hercios.