UNIVERSIDAD FERMIN TOROVICERECTORADO ACADEMICO

FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE TELECOMUNICACIONES

CONDENSADORES Y BOBINAS

Alumno:Jorge Amaya

Asignatura: Circuitos Eléctricos ITutor:

José Morillo

Cabudare, Noviembre 2015

Condensadores

Un condensador eléctrico es un dispositivo de dos terminales que

consiste en dos cuerpos conductores separados por un material no conductor.

Tal material no conductor se conoce como aislante o dieléctrico. A causa del

dieléctrico, las cargas no pueden moverse de un cuerpo conductor al otro

dentro del dispositivo. Por tanto, éstas pueden transportarse entre los cuerpos

conductores vía sistema de circuitos externos conectados a las terminales del

capacitor. Los cuerpos conductores son cuerpos planos y rectangulares que

están separados por un material dieléctrico.

Se define la capacidad de un condensador como la cantidad de

electricidad, expresada en culombios, que es necesario transportar de una

lámina a otra para crear una diferencia de potencial de un voltio entre ambas

láminas. La cantidad de electricidad transportada se denomina carga. Aunque

pareciera natural expresar la cantidad en culombios por voltio, se expresa en

realidad en faradios o microfaradios, siendo un faradio la capacidad de un

condensador en el cual una carga de un culombio produce una diferencia de

potencial de un voltio entre las dos láminas.

La capacidad de un condensador varia también considerablemente con

la naturaleza de la sustancia aislante comprendida entre las laminas,

denominada generalmente dieléctrico, y la razón de la capacidad de un

condensador dado con un dieléctrico determinado entre sus láminas, a la

capacidad del mismo condensador cuando entre las láminas hay aire o existe

el vacío, se denomina constante dieléctrica.

Tipos de Condensadores.

Los tipos comunes de Condensadores incluyen a los de cerámica

(titanato de bario), Mylar, Teflón y poliestireno. Estos tipos están disponibles en

escalas de valores de la capacitancia típicos desde 100 pF hasta 1 _F con

tolerancias de 3, 10% y 20%. Los productos resistencia − capacitancia de estos

tipos están en la escala de 103 _−F (cerámica) a 2 x 4 106 _−F (Teflón)

Otro tipo de capacitor, que ofrece valores mayores de C, es el capacitor

electrolítico. Este capacitor está fabricado con placas polarizadas de óxido de

aluminio u óxido de tantalio y tiene valores de 1 a 100.000 _F. Los productos

resistencia − capacitancia, sin embargo, están en la escala de 10 a 103 −F, lo

cual indica que los electrolíticos son más disparadores que los tipos no

electrolíticos.

Una desventaja de los condensadores electrolíticos es que están

polarizados, lo que obliga a que la tensión entre sus bornes tenga siempre una

polaridad determinada. Puede obtenerse un condensador no polarizado

conectando dos condensadores electrolíticos iguales en oposición o serie,

resultando un condensador con capacidad mitad y la misma tensión nominal

que la de los condensadores empleados.

Los capacitores disponibles en el mercado se fabrican en una alta

variedad de tipos, valores y escalas de voltaje. El tipo del capacitor se clasifica

en general según la clase del dieléctrico utilizada, y su capacitancia se

determina según el tipo de dieléctrico y la geometría física del dispositivo. La

escala de voltaje o voltaje de trabajo es el voltaje máximo que puede aplicarse

con seguridad al capacitor. Los voltajes que exceden este valor pueden dañar

en forma permanente al dispositivo o hacer que falle el dieléctrico. Los

capacitores sencillos a menudo se fabrican empleando dos hojas de lámina de

metal las cuales están separadas por un material dieléctrico. Las laminas y el

dieléctrico son comprimidos en conjunto en forma laminar y a continuación se

enrollan o pliegan en un paquete compacto. Los conductores eléctricos unidos

a cada hoja de placa de metal constituyen las terminales del capacitor.

La Botella de Leyden

Es uno de los condensadores más simples, descubierto alrededor de

1745, de forma independiente, por el físico holandés Pieter van Musschenbroek

de la Universidad de Leyden y el físico alemán Ewald Georg von Kleist. La

botella de Leyden original era una botella de cristal llena de agua y cerrada,

con un alambre o una aguja que traspasaba el tapón y estaba en contacto con

el agua. La botella se cargaba sujetándola con una mano y poniendo la parte

saliente del alambre en contacto con un dispositivo eléctrico. Cuando se

interrumpía el contacto entre el alambre y la fuente eléctrica y se tocaba el

alambre con la mano, se producía una descarga que se presentaba como una

sacudida violenta. La botella de Leyden actual está recubierta por una capa de

estaño tanto por la parte interior como por la exterior. El contacto eléctrico se

realiza con una barra de latón que atraviesa el tapón de la botella y que está en

contacto con la capa interior de metal mediante una cadena. Se produce una

descarga completa cuando se conectan las dos capas por medio de un

conductor. La botella de Leyden se utiliza todavía para demostraciones y

experimentos en los laboratorios.

Usos y Aplicaciones de los Condensadores

En el caso de los filtros de alimentadores de corriente se usan para

almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de

corriente en la salida rectificada.

En circuitos que deben conducir corriente alterna pero no corriente

continua.

Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia,

permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia.

El diseño de elevadores, requieren de ciclos donde en una etapa

necesita una baja descarga de energía y otros de una alta descarga

(como cuando el elevador desciende y asciende). Esta demanda

requiere de sistemas que permitan una regulación precisa de la energía

suministrada y una alta capacidad de almacenamiento de energía. De

esta manera los supercondensadores suministran la energía necesaria

para subir el elevador sin necesidad de sobrecargar la red eléctrica.

Aplicaciones de energía solar: En aplicaciones de energía solar es

necesario estabilizar la tensión suministrado por las fotoceldas, por lo

que se utilizan supercondensadores de 2400 F dispuestos en paralelo

para estabilizar el suministro de energía eléctrica.

Uno de los usos más extendidos de supercondensadores es su uso en

sistemas microelectrónicos, memorias de computadoras y relojes y

cámaras de alta precisión. Su uso permite mantener el funcionamiento

de los dispositivos durante horas e incluso días.

Bobinas Eléctricas.

Justo como las cargas estáticas ejercen fuerzas las unas sobre las otras,

se encuentra que las cargas en movimiento o corrientes también influyen una a

otra. La fuerza que se experimenta entre dos alambres conductores de

corriente vecinos la determinó experimentalmente Ampere en los árboles del

siglo diecinueve. Estas fuerzas pueden caracterizarse por la existencia de un

campo magnético. Este a su vez puede explicarse en términos de flujo

magnético que forma trayectorias cerradas alrededor de corrientes eléctricas.

El origen del flujo, por supuesto es la corriente eléctrica.

Un inductor o bobina eléctrica es un dispositivo de dos terminales que

consiste en un alambre conductor embobinado. Una corriente que fluya a

través del dispositivo produce un flujo magnético Ø el cual forma trayectorias

cerradas encerrando las bobinas construidas en el inductor.

El flujo total se conoce por lo común como flujo concatenado. La unidad

de flujo magnético es weber (Wb) así llamado por el físico alemán Wilhelm

Weber (1804−1891). En un inductor lineal, el acoplamiento por flujo es

directamente proporcional a la corriente que fluye a través del dispositivo.

En los inductores con núcleo magnético se observa también que, por la

saturación del núcleo, la inductancia decrece al aumentar la corriente, y que el

coeficiente de temperatura es positivo o negativo, dependiendo del coeficiente

de permeabilidad del núcleo. La eficiencia volumétrica es mayor que en las

bobinas con núcleo de aire, pero, por contra, la susceptibilidad a campos

magnéticos externos es mayor por cuanto el núcleo concentra los campos

magnéticos externos, en mayor grado si se trata de un núcleo abierto que si se

trata de un núcleo cerrado. La histéresis da lugar también a efectos no lineales.

Almacenamiento de energía en inductores

Una corriente i al fluir a través de un inductor, origina que se produzca

un flujo concatenado total _ que pasa a través de las vueltas de la bobina,

constituyendo así el dispositivo. Justo como se realiza el trabajo de mover

cargas entre las placas de un capacitor, es necesario un trabajo semejante

para establecer el flujo ø en el inductor. Se dice que el trabajo o energía que se

requiere en este caso se almacena en el campo magnético. El inductor ideal,

como el capacitor ideal no disipa potencia alguna. Por tanto la energía

almacenada en el inductor se puede recuperar. Supóngase que el inductor, por

medio de un circuito externo, se conecta en paralelo con un resistor. En este

caso la corriente a través de la combinación inductor−resistor hasta que la

energía previamente almacenada en el inductor es absorbida por el resistor y la

corriente es cero.

Los inductores prácticos, como los capacitores prácticos, tienden a votar

o disipar cierta cantidad de potencia. Esto resulta de las perdidas óhmicas

asociadas al alambre del que se hace la bobina del inductor y de las pérdidas

en el núcleo debidas a corrientes inducidas que aparecen en el núcleo

alrededor del cual se enrolla la bobina.

Usos y Aplicaciones de las Bobinas

Inductores y capacitores se utilizan en circuitos de audio para filtrar o

amplificar frecuencias específicas.

En filtros de línea telefónica, para eliminar las señales de alta frecuencia

de banda ancha y se colocan en los extremos de los cables de señal

para reducir el ruido.

En las fuentes de alimentación también para filtrar componentes de

corriente alterna, y solo obtener corriente continua en la salida

Integran circuitos de filtrado para salidas de fuentes rectificadoras tanto

pequeñas como de potencia.

Bobinado de electroimanes con Corriente Directa.

Calentamiento por inducción electromagnética: Es un método para

suministrar calor en forma rápida, consistente, limpia controlable y

eficiente para distintas aplicaciones de manufactura, sobre piezas o

partes metálicas o de otros metales conductores de electricidad.