Que es un condensador eléctrico

Un condensador también conocido como capacitor, es uno de los componentes electrónicos pasivos como las resistencias. El condensador se utiliza generalmente para almacenar carga eléctrica. La carga del condensador se almacena en forma de «campo eléctrico». Condensadores desempeñan un papel importante en muchos circuitos eléctricos y electrónicos.

Generalmente, un condensador tiene dos placas de metal paralelas que no están conectadas entre sí. Las dos placas del condensador están separadas por un aislamiento no conductor, este medio se conoce comúnmente como dieléctrico.

Hay diferentes tipos y formas de condensadores disponibles, desde los pequeños condensadores que se utilizan en circuitos de resonancia, a grandes condensadores para estabilizar líneas HVDC. Pero todos los condensadores están haciendo el mismo trabajo que es almacenar carga eléctrica.

La forma de un condensador puede ser rectangular, cuadrada, redonda, cilíndrica o esférica. A diferencia de una resistencia, un condensador ideal no disipa energía. Para los diferentes tipos de condensadores están disponibles diferentes símbolos.

¿Por qué son importantes los condensadores?

Los condensadores tienen muchas propiedades:

    • Pueden almacenar energía y se puede disipar esta energía al circuito cuando se requiera.
    • Pueden bloquear DC y permitir que fluya AC a través de el, y esto permite acoplar una parte del circuito con el otro.
    • Los circuitos con condensadores dependen de la frecuencia, por lo que se pueden utilizar para amplificar ciertas frecuencias.
    • Cuando se aplica unae corriente alterna, la corriente se adelanta al voltaje y por lo tanto en aplicaciones de potencia se incrementa la potencia de carga.
    • Permite frecuencias altas y por lo que se puede utilizar como un filtro de ya sea para filtrar las frecuencias bajas o para recoger las frecuencias altas.

 

  1. A medida que la reactancia y la frecuencia del condensador están inversamente relacionados, se puede utilizar para aumentar o disminuir la impedancia de un circuito en cierta frecuencia y se puede usar como filtro.Del mismo modo, los condensadores se utilizan en circuitos de corriente alterna o de corriente continua y por lo tanto juegan un papel importante en los circuitos eléctricos y electrónicos.

Construcción de un condensador

Como se ha dicho antes hay diferentes tipos de condensadores. Cada tipo tiene diferente tipo de construcción. Un condensador de placas paralelas es el condensador mas simple. Vamos a entender la construcción de este condensador.

Se compone de dos placas de metal separadas por cierta distancia. El espacio entre estas dos placas se llena con un material dieléctrico. Los dos conductores del condensador se toman de estas dos placas.

La capacidad del condensador depende de la distancia entre las placas y el área de las placas. El valor de capacitancia puede ser cambiado mediante la variación de cualquiera de estos parámetros.

Un condensador variable se puede construir haciendo que una de estas placas sea fija y la otra movil.

 

Ejemplo

El trabajo puede ser entendido mediante un simple ejemplo. El siguiente circuito muestra dos interruptores A y B. Cuando el conmutador 1 está cerrado, la corriente empieza a fluir desde la batería hacia el condensador. Cuando la tensión del condensador alcanza la tensión de alimentación, se detiene la carga.

circuito con condensadores

A continuación, se conecte el interruptor a la posición B. Ahora se observa que el LED comienza a brillar intensamente y poco a poco se desvanece cuando el condensador se descarga.

circuito con condensadores

Capacitancia del condensador está dada por

C = KεA / d

o

C = εA / 4πd

o

C = εo * εr (A / D)

Dónde,

C – capacidad del condensador

A – Área entre las placas

D – Distancia entre las dos placas

εo – permitividad del espacio libre

εr – permitividad relativa.

K Constante dieléctrica

Capacidad de un condensador

La capacitancia es la propiedad del condensador que define la cantidad máxima de carga eléctrica almacenada en èl.

La capacitancia puede variar dependiendo de la forma del condensador. La capacitancia se puede calcular mediante el uso de las características de los conductores y las propiedades del material dieléctrico. Veamos la capacidad de un condensador de placas paralelas.

La capacitancia se define como la relación de la carga (Q) en las placas o bien a la diferencia de potencial (V) entre ellas,

C = Q / V,

Por lo tanto la corriente se puede obtener como

I (t) = C [d (v) / d (t)]

Esto puede se puede expresar faradios (F), que lleva el nombre de Inglés físico Michael Faraday.

De la definición anterior se puede observar que la capacitancia es directamente proporcional a la carga (Q) y es inversamente proporcional a la tensión (V).

Capacidad del condensador se puede aumentar mediante el aumento del número de placas, lo que ayuda a mantener el mismo tamaño del condensador. Aquí, se incrementa el área de las placas.

Las unidades estándar de capacitancia

Generalmente el faradio es un valor alto para expresar la capacitancia, por ello se utilizan unidades secundarias, tales como microfaradios (UF), nanofaradios  (NF) y Picofaradios  (PF).

Tensión nominal de un condensador

Este no es el voltaje hasta que el condensador se carga, es la tensión máxima hasta la que el condensador puede funcionar con seguridad. Esta tensión se llama como la tensión de trabajo o voltaje de funcionamiento. La siguiente imágen muestra la tensión nominal del condensador.

condensador eléctrico

Si al condensador se aplica con tensión superior a esta tensión, puede ser dañado por la producción de un arco entre las placas debido a que el dieléctrico se rompen.

En el diseño de los circuitos con condensadores se debe tener cuidado de que el voltaje del condensador es mayor que el voltaje utilizado en el circuito. Por ejemplo, si la tensión de funcionamiento del circuito es de 12 V, entonces es necesario escoger un condensador con tensión nominal de 12 V o superior.

Este voltaje de funcionamiento de un condensador depende de los factores como material dieléctrico utilizado entre las placas del condensador, el grosor del dieléctrico y también del tipo de circuito que se utiliza.

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