CAPACITANCIA

CAPACITORES O CONDENSADORES

Los condensadores son dispositivos electrónicos que se usan para almacenar la energía en forma de campos electrostáticos.

Un condensador está formado por dos placas conductoras separadas por un material aislante o dieléctrico, unos terminales unidos a las placas permiten la conexión del condensador a otros elementos de circuito.

 

Clasificación por el tipo de dieléctrico.

  • Papel: Placas metálicas, papel de aluminio (enrollados)
  • Poliester
  • Nylon
  • Aire
  • Electrolitos
  • Tantalio
  • Cerámicos

 

CAPACITANCIA

La capacidad de un condensador depende de su forma geométrica, del tamaño de las placas (A), de la distancia entre placas (d) y de la permitividad relativa del dieléctrico (er), por ejemplo para un condensador de placas paralelas con d muy pequeña con relación a las dimensiones de las placas:

C = e0· er· A/d

e0 = Permitividad al vacío =8,85 X 10-12 F/m

La unidad de medición de capacidad eléctrica es el Faradio, se indica por F y se deriva como:

1 F = 1Coulombio / 1 Voltio

Los condensadores usados en circuitos electrónicos van de pF a 1 F.

Ejemplo:
Encuentre la capacitancia de un condensador de placas de 2X10-4 m2 un dieléctrico de Nylon y una distancia entre placas de 50X10-6m y permitividad relativa = 5.

C= 8,85 X10-12(5)·(2X10-4 m2)/(50X10-6 m) = 177 pf

En el comercio un condensador se especifíca por su capacidad, el voltaje máximo al que se puede cargar y la clase de condensador, por ejemplo condensador electrolítico de 10 mF a 25 v. Si un condensador se carga a un voltaje mayor que el especificado puede ocurrir una de las siguientes fallas: Carbonización de dieléctrico, corto entre placas, paso de corriente entre placas por daño en las propiedades del conductor.

 

Identificación de condensadores

Hay varias formas de hacer la identificación de condensadores:

a) Condensadores Electrolíticos

La capacidad viene identificada en microfaradios, en algunos casos no trae la indicación de unidades, en estos condensadores es importante conectarlos con la polaridad correcta de voltaje, si se conectan al reves el condensador explota (CUIDADO!!), el condensador trae una franja que apunta a uno de los terminales indicando si es el terminal positivo o negativo.

b) Condensadores no electrolíticos

Vienen marcados con un número entero de tres dígitos, se lee en forma similar al código de colores de resistencias, primer y segundo dígitos de la marca son primer y segundo dígitos de la capacidad y el tercer dígito de la marca es un factor multiplicador o cantidad de ceros que hay que agregar, el resultado es en pico faradios.

Ejemplo:

Se lee 4, 7 y se agregan 3 ceros: 473 Þ 47000 pf que equivale a 47 nF o 0.047 mF

Cuando aparecen letras como k, l, m, n, p no tienen significado en la capacidad del condensador, las letras significan las tolerancias, en forma similar a la cuarta franja de color de las resistencias.

c) Código de colores

Se leen igual que el código de colores de las resistencias, primera fraja es primer dígito, segunda franja es segundo dígito y la tercera franja es el factor multiplicador, el resultado se da en picofaradios.Si aparece una cuarta franja significa el voltaje máximo en centenas del voltio.

Ejemplo:

 

Café = 1, negro = 0, amarillo = agregar 4 ceros, rojo = 2 x 100 = 200 voltios.

10×104 pf = 0.1mf, máximo voltaje 200 v.

 

SIMBOLOS

Relación de voltaje y corriente en un condensador

Otra forma de conceptuar la capacidad eléctrica es la relación entre la cantidad de carga almacenada en el condensador y el voltaje placas:

Si la información que se tiene es la corriente en el condensador iC, siendo la carga acumulada la integral de corriente en el tiempo, resultan las dos relaciones de corriente y voltaje en un condensador:

       

Ejemplo:

Un condensador de 100 mF se le aplica una corriente de 5 mA durante 2 segundos, cúal es el voltaje al que se carga el condensador?

Equivalentes de circuitos de condensadores

 de condensadores en serie

 de condensadores en paralelo

Ejemplo:

Calcular la capacidad equivalente del circuito mostrado, C1 = 100 nF, C2 = 2 mF, C3 = 0.82 mF.

Los condensadores C2 y C3 estan en serie su equivalente es:

El equivalente CEQ1 esta en paralelo con el condensador C1, entonces la capacidad equivalente total es:

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