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Los condensadoresEs un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en un circuito en elmomento ...
Donde:                           W es el trabajo realizado, medido en joule.                           q es la carga, medi...
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Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1
Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2                    Capacitores cerámicos tubularesCÓDIGO DE COLORES
CÓDIGO DE MARCASCapacitores de plásticoCÓDIGO DE COLORES
Código de Marcas:Capacitores electrolíticosEstos capacitores siempre indican la capacidad en microfaradios y la máxima ten...
Códigos de Condensadores:                  Figura c.VALOR      TIPO                  CÓDIGO    VALOR                  TIPO...
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electrones, almacenando así un exceso de estos en la placa negativa. Entre las 2 placas seforma un campo llamado Campo de ...
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ReactanciaSe denomina Reactancia a la parte imaginaria de la impedancia ofrecida, al paso de la corriente alterna. Ensu ac...
La oposición al paso de la corriente alterna ( AC) ofrecida por una bobina o inductor, se conocecomo reactancia inductiva ...
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Material de estudio.capacitores y condensadores. octubre 2012.

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Material de estudio.capacitores y condensadores. octubre 2012.

  1. 1. Los condensadoresEs un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en un circuito en elmomento adecuado.Está compuesto, básicamente, por un par de armaduras separadas por un material aislantedenominado dieléctrico. La capacidad de un condensador consiste en almacenar mayor o menornúmero de cargas cuando está sometido a tensión. Condensador básico Símbolos del condensadorLa capacidad o capacitancia es una propiedad de los capacitores. Esta propiedad rige la relación existenteentre la diferencia de potencial existente entre las placas del capacitor y la carga eléctrica almacenada eneste 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 delcapacitor 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 ampèreEnergía:La energía almacenada en un capacitor, medida en joule, es igual al trabajo realizado paracargarlo. Consideremos un capacitor con una capacidad C, con una carga +q en una placa y -q enla otra. Para mover una pequeña cantidad de carga dq desde una placa hacia la otra en sentidocontrario a la diferencia de potencial se debe realizar un trabajo dW:
  2. 2. 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 secomienza con un capacitor descargado (q = 0) y se mueven cargas desde una de las placas haciala 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 elcuerpo 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 sufrirdeterioro Clasificación: Condensadores fijosSon componentes pasivos de dos terminales. Se clasifican en función del material dieléctrico y suforma. Pueden ser: de papel, de plástico, cerámico, electrolítico, de mica, de tántalo, de vidrio, depoliéster, Estos son los más utilizados. A continuación se describirá, sin profundizar, las diferenciasentre unos y otros, así como sus aplicaciones más usuales. De papelEl dieléctrico es de celulosa impregnada con resinas o parafinas. Destaca su reducido volumen y granestabilidad frente a cambios de temperatura. Tienen la propiedad de autor regeneración en caso deperforación. Las armaduras son de aluminio. Se fabrican en capacidades comprendidas entre 1uF y480uF con tensiones entre 450v y 2,8Kv.
  3. 3. Se emplean en electrónica de potencia y energía para acoplamiento, protección de impulsos yaplanamiento de ondulaciones en frecuencias no superiores a 50Hz. Condensador de plástico bobinado. Condensador de papel 1 y 2 son las dos hojas de plástico y a y b son dos hojas de aluminio enrolladas conjuntamente. De plásticoSus características más importantes son: gran resistencia de aislamiento (lo cual permite conservar lagran carga), volumen reducido y excelente comportamiento a la humedad y a las variaciones detemperatura, además, tienen la propiedad de autor regeneración en caso de perforación en menos de10s. 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. CerámicoLos materiales cerámicos son buenos aislantes térmicos y eléctricos. El proceso de fabricaciónconsiste 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 y10.000v.Su identificación se realiza mediante código alfanumérico. Se utilizan en circuitos que necesitan altaestabilidad y bajas pérdidas en altas frecuencias. Condensador cerámico de disco Condensador cerámico de placa ElectrolíticoPermiten obtener capacidades elevadas en espacios reducidos. Actualmente existen dos tipos: los dealuminio, y los de tántalo. El fundamento es el mismo: se trata de depositar mediante electrolisis unafina capa aislante. Los condensadores electrolíticos deben conectarse respetando su polaridad, queviene indicada en sus terminales, pues de lo contrario se destruiría.
  4. 4. Símbolo de un condensador Condensador Condensador de electrolítico y de tántalo electrolítico tántalo De micaSon condensadores estables que pueden soportar tensiones altas, ya que la rigidez dieléctrica quepresenta es muy elevada. Sobre todo se emplean en circuitos de alta frecuencia. Se utilizan en gamasde capacidades comprendidas entre 5pf y 100000pF. La gama de tensiones para las que se fabricansuelen ser altas (hasta 7500v). Se están sustituyendo por los de vidrio, de parecidas propiedades ymás barato. Condensadores variablesConstan de un grupo de armaduras móviles, de tal forma que al girar sobre un eje se aumenta oreduce 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 ajustablesDenominados también trimmers, los tipos más utilizados son los de mica, aire y cerámica. Los condensadores electrolíticos:IntroducciónBásicamente, 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 undieléctrico, 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
  5. 5. condensador es directamente proporcional al área de sus placas e inversamente proporcional a ladistancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el área de las placas, mayor será el valor decapacidad, expresado en millonésimas de Faradios [µF], y cuanto mayor sea la distancia entre lasplacas, mayor será la aislación o tensión de trabajo del condensador, expresadas en unidades deVoltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto más las placas se separan.Tecnología de los condensadores electrolíticosDentro de la gran variedad de tecnologías de fabricación de condensadores, los electrolíticos son losde mayor capacidad, debido a que se recurre a reducir la separación entre las placas, a aumentar elárea 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 unácido llamado electrolito y que se aplica en estado líquido. La fabricación de un condensadorelectrolítico comienza enrollando dos láminas de aluminio separadas por un papel absorbentehumedecido con ácido electrolítico. Luego se hace circular una corriente eléctrica entre las placas paraprovocar una reacción química que producirá una capa de óxido sobre el aluminio, siendo este óxidode electrolito el verdadero dieléctrico del condensador. Para que pueda ser conectado en un circuitoelectrónico, el condensador llevará sus terminales de conexión remachados o soldados con soldadurade punto. Por último, todo el conjunto se insertará en una carcasa metálica que le dará rigidezmecánica y se sellará herméticamente, en general, con un tapón de goma, que evitará que el ácido seevapore en forma precoz.Un término muy común en la jerga de los fabricantes de condensadores electrolíticos es el deprotocondensador , con el cual se denomina a los condensadores fabricados y ensamblados que aunno se les ha hecho circular una corriente para que se forme la capa de óxido de electrolito. Estetérmino 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 loselectrolíticos el papel entre placas cumple la función de sostener al ácido uniformemente en toda lasuperficie de las mismas.Diversas fallas en los electrolíticosUna falla en la uniformidad de la capa de óxido formada en algún punto de las placas produce uncortocircuito o una disminución de la tensión de trabajo del condensador. Esta condición aumenta unacorriente de fuga que provoca el sobrecalentamiento interno y la consiguiente expansión y evaporacióndel ácido, que al superar por presión el hermetismo del tapón de goma puede destruir por explosión alcondensador.Si el sellado hermético del condensador no es bueno, el ácido se seca y deja de actuar comodieléctrico. 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 seutiliza), comienza a deformarse internamente. En efecto, la capa de óxido de electrolito se reduce porsí misma si el condensador no es conectado a una fuente de tensión continua, acercándosegradualmente a su condición primitiva de protocondensador , cuando en fábrica estaba siendoformado. Es por eso que debería tenerse especial cuidado en conocer la fecha de fabricación de estoscomponentes casi perecederos, o preguntar el tiempo de inactividad de un aparato electrónico, si seapresta a repararlo. Un caso similar ocurre cuando se utiliza a un condensador con tensiones muchomenores 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 electrónicoen 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 condiciónde alto rizado (ripple) como, por ejemplo, el filtrado una fuente conmutada (switching), estas unioneseléctricas se calientan y se oxidan. Al calentarse y enfriarse, se dilatan y contraen respectivamente;
  6. 6. estas sucesivas contracciones y dilataciones provocarán el aflojamiento de las uniones de losterminales, llegando incluso a dejar al condensador en un estado de circuito abierto o conintermitencias, comúnmente llamadas falsos contactos. Por otra parte, estos falsos contactos producenun sobrecalentamiento, que acelera el proceso, en una especie de círculo vicioso. Esta condiciónespecial es la que suele confundir a los técnicos más experimentados, pues un aparato puedefuncionar correctamente en el instante inicial de encendido y fallar al alcanzar apenas unos grados detemperatura y viceversa.Medición y comprobación de condensadores electrolíticosSi 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 profesionalreparador 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 nombresde 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 cerámicosEl dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el material más utilizado el dióxido detitanio. Este material confiere al condensador grandes inestabilidades por lo que en base al material sepueden diferenciar dos grupos:Grupo I: caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente de temperatura bien definido y casi
  7. 7. constante.Grupo II: su coeficiente de temperatura no está prácticamente definido y además de presentarcaracterísticas no lineales, su capacidad varía considerablemente con la temperatura, la tensión y el tiempode funcionamiento. Se caracterizan por su elevada permitividad.Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten amplias posibilidades de diseñomecánico y eléctrico.Capacitores de plásticoEstos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento y elevadas tempeeraturas defuncionamiento.Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo k y tipo MK, que se distinguen por elmaterial 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
  8. 8. Capacitores de micaEl dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio y potasio y secaracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y eltiempo.Capacitores electrolíticos:En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otra está constituida por unconductor iónico o electrolito. Presentan unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en lamayoría 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 quetienen por unidad de volumen. Se diferencian de los capacitores convencionales en que no usan dieléctricopor lo que son muy delgados. Las características eléctricas más significativas desde el punto de suaplicación 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 lasresistencias podemos distinguir entre capacitores variables, su aplicación conlleva la variación con ciertafrecuencia (por ejemplo sintonizadores); y capacitores ajustables o trimmers, que normalmente sonajustados 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 placasenfrentadas. La relación con que varían su capacidad respecto al ángulo de rotación viene determinada porla forma constructiva de las placas enfrentadas, obedeciendo a distintas leyes de variación, entre las quedestacan la lineal, logarítmica y cuadrática corregida.
  9. 9. IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORESVamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo de condensador, y un código demarcas, particularizado en los mismos. Primero determinaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y eltipo concreto dentro de estos.Las principales características que nos vamos a encontrar en los capacitores van a ser la capacidadnominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán unascaracterísticas u otras.En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color del código de colores, son lomismo que para resistencias. Debemos destacar que la fuente más fiable a la hora de la identificación sonlas características que nos proporciona el fabricante.Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2
  10. 10. Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1
  11. 11. Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2 Capacitores cerámicos tubularesCÓDIGO DE COLORES
  12. 12. CÓDIGO DE MARCASCapacitores de plásticoCÓDIGO DE COLORES
  13. 13. Código de Marcas:Capacitores electrolíticosEstos capacitores siempre indican la capacidad en microfaradios y la máxima tensión de trabajoen voltios. Dependiendo del fabricante también pueden venir indicados otros parámetros como latemperatura y la máxima frecuencia a la que pueden trabajar.Tenemos que poner especial atención en la identificación de la polaridad. Las formas más usualesde indicación por parte de los fabricantes son las siguientes:Capacitores de tantalioActualmente estos capacitores no usan el código de colores (los más antiguos, si). Con el códigode marcas la capacidad se indica en microfaradios y la máxima tensión de trabajo en voltios. Elterminal positivo se indica con el signo +:
  14. 14. Códigos de Condensadores: Figura c.VALOR TIPO CÓDIGO VALOR TIPOCÓDIGO1.5pF 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 Mylar75pF 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
  15. 15. 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 Trimers Trimmers Capacitores Código Descripción TR Azul Z050 (1.5 a 5 pF) NPO TR Azul Z070 (2 a 7 pF) NPO Figura C TR Azul Z100 (2.7 a 10 pF) NPO TR Blanco (2.1 a 10 pF) N200 TR Marrón (9.8 a 60 pF) N1200 TR Naranja (6 a 50 pF) NPO TR Negro (10 a 120 pF) N750 TR Rojo (4.2 a 20 pF) N750 Figura C TR Rosa (4.2 a 20 pF) N450 TR Verde (5.2 a 30 pF) N750 TR Amarillo (6.8 a 45 pF) N1200Trimers: La figura muestra una fotografía de Capacitores Variables.Capacitores Variáveis (Trimer`s)0 a 5 pF azul R$ 1,50
  16. 16. 2 a 7 pF azul R$ 1,502 a 10 pF azul R$ 1,502 a 20 pF rosa R$ 1,503 a 30 pF verde R$ 1,505 a 45 pF amarelo em falta6 a 60 pF marrom R$ 1,50 INFORMACION COMPLEMENTARIA.Faradio, puede definirse como la capacidad de un capacitor en el que, sometidas susarmaduras (placas) a una diferencia de potencial de 1 voltio, estas adquieren una cargaeléctrica de 1 culombio (Unidad de carga eléctrica en el sistema basado en el metro, elkilogramo, el segundo y el amperio (sistema MSKA o internacional). Es la carga que unamperio 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 yase construyen y pueden ser de unos 12 cm. de alto por 8 de cms. de diámetroaproximadamente.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 decapacidad 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/VEsta fórmula se define de la siguiente manera:C = CapacidadQ= Carga eléctricaV= Diferencia de potencial.LOS CAPACITORES, COMO FUNCIONAN:Bien, hemos dicho ya lo relacionado con el faradio, ahora hablaremos específicamente sobrelos capacitores, su uso, etc.La acción de los capacitores está muy íntimamente ligada con los electrones, atracción orepulsión entre cargas eléctricas. Las placas de los capacitores se encargan de recolectar
  17. 17. electrones, almacenando así un exceso de estos en la placa negativa. Entre las 2 placas seforma un campo llamado Campo de fuerza electrostática, misma que ejerce su influencia sobreel dieléctrico (Sustancia aislante en la cual puede existir un campo eléctrico en estadoestacionario. -Esta sustancia tiene como principales características eléctricas su permitividad ysu poder de aislamiento.- Material utilizado principalmente en la fabricación de capacitorespara obtener una cierta capacidad. Los principales materiales dieléctricos utilizados, en lafabricación de capacitores son el aire, el tantalio, el aluminio, el papel, la mica, algunos tiposde cerámica, algunos plásticos, etc.), causando que los electrones se desvíen de sus órbitas derotación normal.CAPACITOR DESCARGADOEn la figura que siguiente, notamos que las placas del capacitor están descargadas, o sea nohay electrones circulando en ellas, en otras palabras, no existe voltaje o tension aplicadapuesto que el interruptor se encuentra abierto y por lo tanto, no existe una diferencia depotencial entre las placas.Volviendo a que toda la materia está compuesta de átomos, existe un núcleo en el centro concarga positiva, dicho núcleo está rodeado de electrones girando a su alrededor, recordemosque 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 essus órbitas. Decimos entonces que el capacitor tiene sus elementos en equilibrio, dado que noexiste una fuerza exterior que altere su estado.CAPACITOR CARGADOVemos ahora en la figura siguiente, que el interruptor se encuentra conectado, completandoasí el circuito, por lo mismo, se aplica una f.e.m o voltaje, a las placas del capacitor. Es desuponer que la diferencia de potencial pone en movimiento a los electrones circulando unacorriente 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 loselectrones que pierde dicha placa, en tanto la negativa los acumula. No es de extrañar estecomportamiento ya que sabemos que la polaridad positiva atrae electrones libres, en tanto quela negativa los rechaza. Los electrones libres de la placa positiva pasan a la batería y siguenhacia 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.
  18. 18. C: cargadoEs de mencionar el hecho de que las placas tienen una superficie grande con respecto a laseparación entre ellas que es muy reducida y por lo mismo los electrones tratan de pasar a laplaca positiva, con esto forman un estado de tensión eléctrica, denominado Campoelectrostático o bien, líneas de fuerza electrostática. Tomando en cuenta que el dieléctrico esde un material aislante, tiene sus electrones íntimamente ligados a sus átomos, es por estoque no pueden pasar del dieléctrico a la placa positiva, únicamente pueden desviarse hacia ellaen sus órbitas de rotación.Podemos decir que cuanto más alto sea el voltaje aplicado al capacitor, será mayor la tensiónque soporta el dieléctrico, es por esto que será mayor la deformación de las órbitas de suselectrones, 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, lascondiciones 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 negativapasarán a la positiva, formándose una corriente de poda duración en dirección contraria a laprimera, esto es, cuando se cargó el capacitor. El resultado de esta acción es que las placasdel capacitor vuelven a su estado de equilibro y en el dieléctrico los electrones vuelven a susórbitas 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 semueve en una dirección y por un instante, una de las placas adquirirá carga positiva y la otracarga negativa, cuando cambie la alternación, también cambiará la polaridad de las placas, laque era positiva será negativa y así sucesivamente cambiarán de polaridad. Los electronessometidos a esta corriente no pasarán por el dieléctrico. Tomando en cuenta que las placasserán positivas y negativas a la vez, el resultado sobre el dieléctrico será como si estuvieracerrado por un conductor, o sea, en cortocircuito, tal como se indicó anteriormente paradescargarlo.Para resumir diremos que una corriente alterna pasa por el capacitor, en tanto que la corrientedirecta no lo hace, obviamente, tratándose que el dieléctrico es un aislador, en condicionesnormales 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 loselectrones que perdiera su placa positiva, y al momento de ser descargado, devolvieraíntegramente, a todos los electrones a su placa positiva.En la práctica esto no es posible. Las pérdidas de energía (electrones ) se deben:
  19. 19. 1. primeramente por la resistencia de los conductores, esto incluye a las placas de loscapacitores. Es evidente que debe de tratarse de reducir al máximo la resistencia de losconductores 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 buenmaterial 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, pierdasu carga después de un tiempo.Existe otra pérdida y se debe a la absorción del dieléctrico, y esto se nota cuando se conecta acorrientes alternas de alta frecuencia. Los capacitores con dieléctrico de aire, mica o aceite,absorben poca energía, en tanto los de papel corriente, causan pérdidas relativamentemayores.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 xA DEs de suponer que un capacitor con una superficie mayor en sus placas, tendrá mayorcapacidad.Si el dieléctrico es más grueso, también tendrá mayor capacidad.Dependiendo del tipo del dieléctrico usado, el capacitor tendrá mayor o menor capacidad, porejemplo, un capacitor que use dieléctrico de baquelita será de mayor capacidad que uno queuse papel encerado, y con dieléctrico de aire, será aún menor la capacidad. Puede decirse quede todos los dieléctricos usados el de aire tiene el constante de tiempo más bajo. acontinuación 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 1.6 á 2.5 simple Papel encerado 2.0 á 3.2 Papel secante poroso 5.0 Película fotográfica 6.8 Pizarra eléctrica 6.0 á 7.0
  20. 20. Porcelana 4.0 á 6.0 Seda 4.6 Vidrio 7.5 á 8.0 Vidrio pirex 5.0 á 6.0VOLTAJE DE PERFORACIÓN:Un capacitor debe de incluir un máximo de capacidad en un mínimo de espacio. Las placas y eldieléctrico deben de ser tan delgadas como sea posible. Sin embargo, debe de existir ciertolímite en el espesor que se le puede dar al dieléctrico, el cual está determinado por el materialque 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 decualquier 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 deperforación. La prueba que se hace para probar los capacitores es aplicando el doble delvoltaje normal por espacio de 15 segundos y luego se deben de descargar a través de unresistor 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 8000La tabla indica que el voltaje que se necesita para poder desligar los electrones de los átomosde 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 tienecarga +Q, y la otra, carga -Q
  21. 21. ReactanciaSe denomina Reactancia a la parte imaginaria de la impedancia ofrecida, al paso de la corriente alterna. Ensu acepción más general, el término reactancia significa sin pérdidas, y su asociación al mundo de loscircuitos 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 númerocomplejo 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. Comoimpedancia, que es en realidad, la reactancia también se mide en ohmios. Vectorialmente, la reactanciainductiva y la capacitiva son opuestas.La oposición al paso de la AC ofrecida por un capacitor, se conoce como reactancia capacitiva serepresenta 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
  22. 22. La oposición al paso de la corriente alterna ( AC) ofrecida por una bobina o inductor, se conocecomo 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.
  • XavierRugel

    Aug. 18, 2014
  • zvreo

    Jul. 15, 2014

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