CONDENSADORES
O CAPACITORES.
INTRODUCCIÓN
Por medio de este presente trabajo
de investigación que estaremos presentando, hablaremos sobre los capacitores o
más conocidos como condensadores.
Estaremos viendo principalmente qué
son los condensadores, qué tipos existen, para qué sirven, cómo funcionan y qué
utilidad tienen.
También veremos las formas de
asociación que existen en cuanto a los capacitores, y las fórmulas que se
utilizan para el cálculo de las capacidades y funciones en las distintas
asociaciones utilizadas.
QUÉ ES UN CONDENSADOR?
Básicamente un condensador o
capacitor es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo
eléctrico en forma similar a una batería. Está formado por dos armaduras
metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material
dieléctrico.
Va a tener una
serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y
polaridad, que deberemos aprender a distinguir.
-
Capacidad: Se mide en
Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar
varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10-6 F ), nanofaradios
(nF=10-9 F) y picofaradios (pF=10-12 F).
-
Tensión de trabajo: Es la
máxima tensión que puede aguantar un condensador, que depende del tipo y grosor
del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el
condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar.
-
Tolerancia: Igual
que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir entre la
capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo.
-
Polaridad: Los condensadores
electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1 µF tienen polaridad,
eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus terminales
positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se puede
aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden explotar
en caso de ser ésta la incorrecta.
Los condensadores pueden conducir
corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como
conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo
convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corriente
continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico.
Tipos de condensadores:
Las distintas clases de condensadores que se pueden encontrar
comúnmente son:
-
Condensadores electrolíticos.
-
Condensadores electrolíticos de tantalio
o de gota.
-
Condensadores de poliéster metalizado
MKT.
-
Condensadores de poliéster tubular.
-
Condensadores cerámicos.
-
Condensadores de tubo.
El capacitor constituye un
componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de forma
instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía eléctrica, pero no
la retiene por mucho tiempo. Su descarga se produce también de forma instantánea
cuando se encuentra conectado en un circuito eléctrico o electrónico energizado
con corriente. Una vez que se encuentra cargado, si éste no se emplea de
inmediato se autodescarga en unos pocos minutos.
ASOCIACIÓN DE CONDENSADORES.
Fórmula. Unidades. Relaciones.
Existen tres tipos
de asociaciones de condensadores:
-
En paralelo
-
En serie.
-
En forma mixta
El condensador resultante de la
asociación recibirá el nombre de condensador equivalente, produciendo por tanto
el mismo efecto que dicha asociación, es decir misma carga y diferencia de
potencial, y a su capacidad la denominaremos capacidad equivalente.
·
Asociación
en paralelo: Es la que resulta de conectar entre si
armaduras del mismo signo, uniendo por un lado todas las armaduras inductoras (armaduras
cargadas negativamente, es decir electrones), y por otro todas las armaduras
inducidas (armaduras cargadas positivamente, formadas por huecos debidos a la
ausencia de electrones).
U = U1
= U2 = U3 = ... Ui
Por otra parte, las
cargas de cada condensador son:
Q1 =
C1*U1; Q2 = C2*U2; Q3 = C3*U3; ... ;Qi = Ci*Ui
Y la del condensador equivalente:
Q = C*U
Sumando las cargas
de todos los condensadores se obtiene la carga total de la asociación:
Q = Qi
= Q1 + Q2 + Q3 + ... =C1*U + C2*U + C3*U + ... = (C1 + C2 + C3)*U
Y comparando esta
expresión con la anterior, resulta:
En una asociación de condensadores en
paralelo la capacidad equivalente es igual a la suma de las capacidades de los
condensadores asociados.
·
Asociación
en serie: Es el resultado de conectar los condensadores uno a
continuación de otro, es decir, se une la armadura inducida de cada condensador
con la inductora de la siguiente, y así sucesivamente.
De
esta forma las cargas Q de los sucesivos condensadores unidos en serie tienen
todas el mismo valor, ya que al conectarlas de esta forma si en una placa de la
armadura de uno de los condensadores está con una carga positiva +Q, ésta atrae
a otra igual pero de signo contrario, -Q, en la otra armadura de ese mismo
condensador, y rechazará a otra igual y del mismo signo +Q en la placa del
siguiente condensador, y así sucesivamente.
Se observa que la
diferencia de potencial U en los extremos de la asociación es igual a la suma
de las diferencias de potencial existentes entre las armaduras de los sucesivos
condensadores, verificándose:
Según
la teoría explicada anteriormente del condensador equivalente tenemos lo
siguiente:
Comparando esta
última expresión con la anterior resultaría:
En una asociación de condensadores en
serie, la inversa de la capacidad equivalente es igual a la suma de las
inversas de las capacidades de los condensadores asociados.
·
Asociación mixta: Es una
asociación compleja constituida por asociaciones sencillas, es decir, la que
resulta de unir en paralelo varias asociaciones de condensadores en serie, o en
serie varias asociaciones en paralelo. Para calcular su capacidad equivalente,
primero hallaremos la capacidad equivalente de los condensadores en paralelo
(sumándolas aritméticamente) para después combinarla con las capacidades de los
que estén en serie (inversa de la suma de las inversas).
CONCLUSIÓN
Gracias al presente trabajo de
investigación que hemos desarrollado y presentado, hemos hablado sobre los
capacitores o condensadores.
Hemos visto principalmente qué son
los condensadores, qué tipos existen, para qué sirven, cómo funcionan y de qué
manera son utilizados.
También hemos hablado sobre las
formas o métodos de asociación que existen de los capacitores, así como las
fórmulas que se utilizan para el cálculo de las capacidades y funciones en las
distintas asociaciones utilizadas.
Esperamos que el trabajo de
investigación presentado haya sido del interés y beneficio de todos los
compañeros.
ANEXOS
Estructura interna de un condensador o capacitor:
Símbolos electrónicos del condensador:
