Resumen capacitores

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Resumen para la materia de electromagnetismo

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Resumen capacitores

  1. 1. UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA REGIÓN POZA RICA – TÚXPAN TEMA: CAPACITORESEXPERIENCIA EDUCATIVA: ELECTROMAGNETISMO.ALUMNO (A): AGUILERIO GUTIERREZ ERICKCASIANO SALVADOR FLOR ISABELJIMENEZ ELIAS FELIPE ADOLFOMARTINEZ MALDONADO DIANA LAURAFACILITADOR: JAIME LUIS ACOSTA CARDENAS.CARRERA: INGENIERÍA ELÉCTRICA.SECCIÓN: 1-CMTURNO: VESPERTINO MARZO DEL 2013 POZA RICA, VER.
  2. 2. CAPACITORES… ¿QUÉ SON? 3TIPOS DE CAPACITORES 5Capacitores fijos 5Capacitores cerámicos 5Capacitores de plástico 5Capacitores de mica 6Capacitores de doble capa eléctrica 6Capacitores variables 7IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORES 8Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2. 8Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1. 9Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2. 9Capacitores cerámicos tubulares. 10Capacitores de plástico. 11Capacitores electrolíticos 11Capacitores de tantalio 12PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA 13Método de corto circuito: 13Método del multímetro: 13Método de LCR: 13SÍMBOLOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS - CAPACITORES 14 2
  3. 3. CAPACITORES… ¿QUÉ SON?Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor estáformado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de talmodo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armadurasparalelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora odieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una cargade signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargadanegativamente (Q-) y la otra positivamente (Q+) sus cargas son iguales y la carga neta delsistema es 0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante (por lo cualpodemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es como un cortocircuito),aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por estapropiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corrientecontinua entre a determinada parte de un circuito eléctrico, pero si queremos que pase laalterna.Los capacitores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en lasradios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandescapacitores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de máspotencia.Además son utilizados en: Ventiladores, motores de Aire Acondicionado, en Iluminación,Refrigeración, Compresores, Bombas de Agua y Motores de Corriente Alterna, por lapropiedad antes explicada.Los capacitores se fabrican en gran variedad de formas y se pueden mandar a hacer deacuerdo a las necesidades de cada uno. El aire, la mica, la cerámica, el papel, el aceite y elvacío se usan como dieléctricos, según la utilidad que se pretenda dar al dispositivo.Pueden estar encapsulados en baquelita con válvula de seguridad, sellados, resistentes ala humedad, polvo, aceite; con terminales para conector hembra y/o soldadura. Tambiénexisten los capacitores de Marcha o Mantenimiento los cuales están encapsulados enmetal. Generalmente, todos los Capacitores son secos, esto quiere decir que sonfabricados con cintas de plástico metalizado, auto regenerativos, encapsulados en plásticopara mejor aislamiento eléctrico, de altas estabilidades térmicas y resistentes a lahumedad.El primer capacitor es la botella de Leyden, el cual es un capacitor simple en el que las dosplacas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y fuera del cristal de labotella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un capacitor es sucapacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencialdeterminado. 3
  4. 4. La botella de Leyden, uno de los capacitores más simples, almacena una carga eléctricaque puede liberarse, o descargarse, juntando sus terminales, mediante una varillaconductora. La primera botella de Leyden se fabricó alrededor de 1745, y todavía se utilizaen experimentos de laboratorio.Para un capacitor se define su capacidad como la razón de la carga que posee uno de losconductores a la diferencia de potencial entre ambos, es decir, la capacidad esproporcional a la carga e inversamente proporcional a la diferencia de potencial: C = Q / V,medida en Farad (F).La diferencia de potencial entre estas placas es igual a: V = E * d ya que depende de laintensidad de campo eléctrico y la distancia que separa las placas. También: V =q / e * d,siendo q carga por unidad de superficie y d la diferencia entre ellas. Para un capacitor deplacas paralelas de superficie S por placa, el valor de la carga en cada una de ellas es q * Sy la capacidad del dispositivo:C = q * S / (q * d / e ) = e * S / dSiendo d la separación entre las placas.La energía acumulada en un capacitor será igual al trabajo realizado para transportar lascargas de una placa a la otra venciendo la diferencia de potencial existente ellas:D W = V * D q = (q / C) * D qLa energía electrostática almacenada en el capacitor será igual a la suma de todos estostrabajos desde el momento en que la carga es igual a cero hasta llegar a un valor dado dela misma, al que llamaremos Q.W = V * dq = ( 1 / C) * ( q * dq) = 1 / 2 (Q2 / C)Si ponemos la carga en función de la tensión y capacidad, la expresión de la energíaalmacenada en un capacitor será: W = 1/2 * C * V2 medida en unidades de trabajo.Dependiendo de superficie o área de las placas su fórmula de capacidad esC = e * A / 4p d, donde e es la constante dieléctrica. 4
  5. 5. TIPOS DE CAPACITORESCapacitores fijosEstos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no sepuede modificar. Sus características dependen principalmente del tipo de dieléctricoutilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos se corresponden con losnombres del dieléctrico usado.De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos: Cerámicos. Plástico. Mica. Electrolíticos. De doble capa eléctrica.Capacitores cerámicosEl dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el material másutilizado el dióxido de titanio. Este material confiere al condensador grandesinestabilidades por lo que en base al material se pueden diferenciar dos grupos:Grupo I: caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente de temperatura biendefinido y casi constante.Grupo II: su coeficiente de temperatura no está prácticamente definido y además depresentar características no lineales, su capacidad varía considerablemente con latemperatura, la tensión y el tiempo de funcionamiento. Se caracterizan por su elevadapermisividad.Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten ampliasposibilidades de diseño mecánico y eléctrico.Capacitores de plásticoEstos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento y elevadastemperaturas de funcionamiento.Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo k y tipo MK, que sedistinguen por el material de sus armaduras (metal en el primer caso y metal vaporizadoen el segundo).Según el dieléctrico usado se pueden distinguir estos tipos comerciales:KS: styroflex, constituidos por láminas de metal y polietileno como dieléctrico.KP: formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno. 5
  6. 6. MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.MKY: dieléctrico 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 nivel orientativo estas pueden ser las características típicas de los capacitores deplástico: 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-100ºCCapacitores de micaEl dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio ypotasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidadcon la temperatura y el tiempo.Capacitores electrolíticosEn estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otra estáconstituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan unos altos valores capacitivosen 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 tetra borato 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 eléctricaEstos capacitores también se conocen como supe capacitores o CAEV debido a la grancapacidad que tienen por unidad de volumen. Se diferencian de los capacitoresconvencionales en que no usan dieléctrico por lo que son muy delgados. Lascaracterísticas eléctricas más significativas desde el punto de su aplicación como fuente 6
  7. 7. acumulada de energía son: altos valores capacitivos para reducidos tamaños, corriente defugas muy baja, alta resistencia serie, y pequeños valores de tensión.Capacitores variablesEstos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertos límites. Igualque pasa con las resistencias podemos distinguir entre capacitores variables, su aplicaciónconlleva la variación con cierta frecuencia (por ejemplo sintonizadores); y capacitoresajustables o trímeras, que normalmente son ajustados una sola vez (aplicaciones dereparación y puesta a punto).La variación de la capacidad se lleva a cabo mediante el desplazamiento mecánico entrelas placas enfrentadas. La relación con que varían su capacidad respecto al ángulo derotación viene determinada por la forma constructiva de las placas enfrentadas,obedeciendo a distintas leyes de variación, entre las que destacan la lineal, logarítmica ycuadrática corregida. 7
  8. 8. IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORESVamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo decondensador, y un código de marcas, particularizado en los mismos. Primerodeterminaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y el tipo concreto dentro deestos.Las principales características que nos vamos a encontrar en los capacitores van a ser lacapacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunquedependiendo de cada tipo traerán unas características u otras.En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color del código decolores, son lo mismo que para resistencias. Debemos destacar que la fuente más fiable ala hora de la identificación son las características que nos proporciona el fabricante.Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2. 8
  9. 9. Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1.Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2. 9
  10. 10. Capacitores cerámicos tubulares.Código de coloresCódigo de marcas 10
  11. 11. Capacitores de plástico.Código de coloresCódigo de marcasCapacitores electrolíticosEstos capacitores siempre indican la capacidad en microfaradios y la máxima tensión detrabajo en voltios. Dependiendo del fabricante también pueden venir indicados otrosparámetros 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 másusuales de indicación por parte de los fabricantes son las siguientes: 11
  12. 12. Capacitores de tantalioActualmente estos capacitores no usan el código de colores (los más antiguos, si). Con elcódigo de marcas la capacidad se indica en microfaradios y la máxima tensión de trabajoen voltios. El terminal positivo se indica con el signo +: 12
  13. 13. PROCEDIMIENTOS DE PRUEBAMétodo de corto circuito:Esta forma de probar el capacitor es la más sencilla que existe, ya que no necesita deningún aparato o instrumento. La forma para probar el capacitor es la siguiente: se leaplica un voltaje de 127 volts, por un tiempo de no más de 6 segundos y después se retirala alimentación, después se procederá a poner en corto circuito las dos terminales delcapacitor, si al momento de ponerlas en corto circuito, este produce una chispa azul,quiere decir que este funciona correctamente y el capacitor se encuentra en buen estado;si la chispa que despide es naranja quiere decir que el capacitor funciona medianamente oque su capacidad esta disminuida; y si no se produce chispa alguna el aparato no sirve.Cabe señalar que este es un método muy seguro y eficaz y el mismo no corre riesgoalguno con este método.Método del multímetro:Para probar que un capacitor está en buen estado, se utiliza un óhmetro o un multímetroanalógico, en escala de resistencia y sus dos terminales se conectan a las terminales delcapacitor. La aguja del multímetro nos marcara un valor. Este valor será la carga delcapacitor, después, mientras el capacitor se va cargando por la pequeña corriente queentrega el medidor, el valor de resistencia comenzará a ascender lentamente. Si el valorse frena en algún punto y no tiende a infinito, es posible que el capacitor presente fugas operforaciones en su dieléctrico.Método de LCR:Otra forma de probar un capacitor es con un medidor LCR. La forma es la siguiente; seselecciona en el instrumento el dispositivo a medir (en este caso es un capacitor), y las dosterminales se ponen en contacto con el capacitor, en ese instante nos dará el valor de sucapacitancia. 13
  14. 14. SÍMBOLOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS - CAPACITORES Símbolo general del condensador o.......... capacitor no.............. polarizado Se utiliza también como símbolo general del capacitor no polarizado Capacitor electrolítico polarizado Capacitor electrolítico polarizado Capacitor electrolítico polarizado Capacitor electrolítico doble, polarizado Capacitor con armadura anclada a masa o tierra Símbolo general del capacitor variable Capacitor variable de armadura doble Capacitor ajustable (trimmer) 14
  15. 15. Capacitor pasanteCapacitor sensible a variaciones de tensión(polarizado)Capacitor sensible a la temperatura (polarizado)Capacitor variable en tándem 15

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