¿Qué es un capacitor o condensador eléctrico ?
Un condensador eléctrico es un dispositivo que almacena energía en un campo eléctrico. Está formado por dos placas, separadas por un material dieléctrico y un material conductor. Las placas están separadas por una distancia y el material dieléctrico rellena el espacio entre ellas.
El campo eléctrico es creado por las cargas de las placas. La capacidad de un condensador es la cantidad de carga que puede almacenar por unidad de tensión.
El capacitor está formado por dos conductores separados (placas) que están cerca pero no se tocan. Estos conductores suelen ser metálicos y están separados por un aislante llamado dieléctrico. Cuando se aplica tensión al condensador, se forma un campo eléctrico entre los conductores. Este campo almacena energía, y la cantidad de energía que se puede almacenar depende de la capacitancia del condensador.
La capacitancia a menudo se basa en un capacitor, pero estos atributos pueden estar presentes en muchas formas y componentes diferentes, por lo que debemos tener especial cuidado con las consecuencias de la capacitancia en el diseño de circuitos.
La capacidad viene determinada por el tamaño y la forma de las placas, el tipo de material dieléctrico y la distancia entre las placas. Cuanto mayor sea la superficie de las placas, mayor será la capacidad. Los materiales dieléctricos utilizados en los condensadores pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. El tipo más común de condensador es el electrolítico, que utiliza un electrolito (un líquido o gel) como material dieléctrico.
Los Condensadores y las Bobinas, un dúo muy útil
En dispositivos como radios y computadoras, los capacitores se usan junto con bobinas, formando circuitos resonantes. También se utilizan en líneas de transmisión de energía de alto voltaje para crear resonancia eléctrica en el cable.
¿Qué es la capacitancia?
La capacitancia se refiere a la capacidad de almacenar energía. El resultado de un condensador, también conocido como condensador, es un campo capaz de crear un campo eléctrico que contiene carga eléctrica.
Otro concepto podría ser que es una magnitud física que se relaciona con la capacidad de un cuerpo para almacenar cargas eléctricas. Se trata de una propiedad intrínseca de los materiales y se mide en faradios. Un faradio es la capacidad para almacenar un culombio de carga eléctrica por voltio de diferencia de potencial. Los conductores tienen baja capacitancia, mientras que los aislantes tienen alta capacitancia. La capacitancia se puede aumentar si aumentamos el área de las placas o si disminuimos la separación entre ellas.
Importancia de los Capacitores en los Circuitos electrónico
Los capacitores tienen muchos usos y utilidades en las placas electrónicos, pueden utilizarse para filtrar frecuencias no deseadas, para acoplar señales entre etapas de amplificación y para proporcionar un almacenamiento temporal de carga.
la corriente a través de los circuitos pueden tener interrupciones temporales, las señales de los mosfets que transmiten corriente no permitirían que el circuito funcionara bien sin que antes se estabilizara, para eso se encuentran allí los capacitores, son los encargados de entregar una corriente mucho mas limpia y poner la carga por unos momentos si el circuito se llegara a desbalancear, en las tarjetas madres de laptops, computadoras, celulares realizan esta gran tarea.
otro gran ejemplo son las fuentes de alimentación para equipos de audio, pcs, laptops, donde los capacitores donde actúan junto con otros elementos para logran convertir la fuente alterna que viene de la calle en corriente continua, tal es la importancia de los capacitores que cuando no funcionan bien las computadoras, las laptops u otros dispositivos mientras funcionen con el cargador se apagan si el capacitor esta dañado y no esta realizando su función de estabilizar.
un flash de una cámara, celular tienes que saber que detrás de eso esta un capacitor ya que son los que tienen la capacidad de almacenar una carga desde una fuente pequeña de alimentación y dispararla por completo cuando se de la orden sin desestabilizar el circuito.
Para qué sirve un condensador?
Un condensador se utiliza para almacenar energía. También tiene una variedad de otros usos, ya que se puede combinar con otros componentes para formar varios sistemas útiles, como filtros de onda sinusoidal de corriente continua, el efecto de un capacitor se conoce como capacitancia. Si bien existe cierta capacitancia entre dos conductores eléctricos cualesquiera en proximidad en ausencia de un voltaje aplicado, un capacitor está diseñado específicamente para crear un gran campo eléctrico entre sus placas, capaz de almacenar una cantidad significativa de energía como electricidad estática. El condensador se conocía originalmente como condensador o condensador electrostático.
Funcionamiento del capacitor
Cuando un condensador se conecta a una fuente de tensión, comienza a cargarse. Este proceso se conoce como llenado o carga. Durante la carga, los electrones fluyen de una placa a la otra, creando una diferencia de potencial entre las dos placas. El tiempo que tarda el condensador en alcanzar su potencial máximo se conoce como constante de tiempo (τ).
Una vez que el condensador está completamente cargado, no fluye más corriente y permanece a su tensión hasta que se retira la fuente de tensión o hasta que comienza a descargarse. La descarga se produce cuando hay un camino para que la corriente fluya de una placa a la otra.
la energía total es equivalente a la energía almacenada del electrón, que es lo que retiene un capacitor hasta que alcanza el potencial cero. Si la capacidad de su dieléctrico es mayor, la diferencia de potencial, por definición, será mayor, dando como resultado una mayor potencia almacenada.
la descarga ocurre si se retira la fuente de tensión y hay otro conductor conectado a ambas placas (como una resistencia). A medida que los electrones fluyen por este camino, igualarán la diferencia de potencial entre las placas y finalmente descargarán toda la energía almacenada.
Los tipos de condensadores
Hay muchos tipos de condensadores, cada uno con su propia finalidad específica. El tipo más común de condensador es el electrolítico, que se utiliza para almacenar electricidad. Otros tipos de condensadores son los de mica, lámina y aluminio, los condensadores electrolíticos son buenos para almacenar grandes cantidades de carga eléctrica, mientras que los condensadores de mica son buenos para aplicaciones de alta frecuencia.
A la hora de elegir un condensador, es importante tener en cuenta la tensión, la frecuencia y la capacidad de almacenamiento que se necesita. También debe tener en cuenta el material dieléctrico del que está hecho el condensador. Este material determinará la capacidad de almacenamiento del condensador y la cantidad de carga que puede mantener, conozcamos algunos tipos de condensadores :
"Condensadores Fijos"
Estos condensadores mantienen una capacidad fija definida por el fabricante, y el valor no se puede cambiar. Sus propiedades dependen del tipo de dieléctrico utilizado, con nombres alternativos correspondientes a los diferentes tipos de dieléctricos utilizados, existen los siguientes tipos :
- Cerámicos.
- Plástico.
- Mica.
- Electrolíticos.
- De doble capa eléctrica.
"Condensadores Cerámicos"
Los capacitores cerámicos son los más populares en los circuitos eléctricos, donde juegan un papel particularmente crucial donde se requiere un tamaño fisico pequeño y gran almacenamiento de carga, el material más utilizado para su construcción es el dióxido de titanio. En consecuencia, este dieléctrico tiene dos clases separadas: cerámica y óxido de titanio.
estos condensadores tienen varias ventajas como su bajo costo, son físicamente pequeños, soportan tensiones altas, se puede encontrar de muchos tamaños y formas.
"Capacitores de Plástico"
se caracterizan por altas resistencias de aislamiento y soporta altas temperaturas de funcionamiento, Según el proceso de fabricación podemosdiferenciar 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).existen de estos tipos en el mercado :
KP: formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno.
KS: constituidos por láminas de metal y poliestireno como dieléctrico (styroflex)
MKT: láminas de metal vaporizado y dieléctrico de teraftalato de polietileno (poliéster).
MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.
MKC: metal vaporizado para las armaduras y policarbonato para el dieléctrico. (makrofol)
MKY: dieléctrco de polipropileno de gran calidad y láminas de metal vaporizado.
"Capacitor Dieléctrico variable"
Este tipo de condensador tiene una armadura móvil que gira alrededor de un eje, lo que le permite insertarse más o menos dentro del otro. El área requerida por el perfil de refuerzo suele ser tal que la variación de capacidad es proporcional al logaritmo del ángulo que gira el eje. Los condensadores variables se fabrican con rango mínimo y otro máximo, en lugar de determinar sus valores de capacitancia durante la producción, los capacitores variables dependen de la configuración que se les asigna mientras se usen.
Capacitores Electrolíticos
es unos de los mas populares en la electrónica digital, es un dispositivo que utiliza un electrolito para crear una capacitancia entre dos conductores. El electrolito es un líquido conductor iónico, que permite el flujo de iones entre los dos conductores. Los dos conductores suelen estar hechos de aluminio u otros metales, y el electrolito suele ser una solución ácida.
estos capacitores no están en condiciones de soportar corriente alterna. La polarización inversa conduce a la descomposición del óxido, produciéndose un cortocircuito del electrolito y de la celda, aumentando la temperatura del condensador y, en consecuencia, el condensador se quema o estalla.
existen 3 tipos de capacitores electrolíticos principales :
- Condensador de Aluminio
- Condensador de Tantalio
- Condensadores bipolares (corriente alterna)
Breve historia del condensador
El primer condensador fue inventado en 1745 por Ewald Georg Von Kleist, el primer experimento que función fue al tomar una botella medica y llenarla parcialmente con agua, luego la sello con un corcho, después empujo un clavo a tras del corcho en el agua, el clavo se hizo para entrar en contacto con la maquina electrostática, esto produjo algo de carga, cuando Von Kleist estaba cerca con la mano de tocar el clavo sentía como las cargas separadas podían unirse fluyendo a través de su propio cuerpo.
En 1802, Johann Wilhelm Ritter descubrió que cuando un condensador se carga con un alto voltaje, puede almacenar una gran cantidad de energía eléctrica. Este descubrimiento condujo al desarrollo de los condensadores de alto voltaje que se utilizan en los sistemas de energía eléctrica.
En 1876, Eugen Goldstein descubrió que cuando se aplica un voltaje a un condensador, los electrones fluyen de una placa a la otra, creando una corriente eléctrica. Este descubrimiento condujo al desarrollo de condensadores que pueden utilizarse para almacenar y luego realizar el suministro de energía eléctrica. Los condensadores se utilizan en muchos dispositivos electrónicos, como radios, televisores, ordenadores y teléfonos móviles.