¿Qué causa que los capacitores fallen?

¿Alguna vez te has preguntado por qué un capacitor puede fallar en un circuito electrónico? A pesar de ser uno de los componentes más comunes en la electrónica, hay varios factores que pueden contribuir a su deterioro y eventual falla. En este artículo, exploraremos las causas más comunes de fallos en capacitores y cómo evitarlos. ¡Sigue leyendo para conocer más!

Un condensador es un dispositivo utilizado para almacenar una carga eléctrica. Se encuentran comúnmente en circuitos electrónicos y, a menudo, son necesarios para el correcto funcionamiento de esos circuitos. Los condensadores pueden fallar por varias razones, pero comprender las causas de la falla es esencial para evitar que suceda. En este artículo, discutiremos las causas más comunes de la falla del capacitor y brindaremos algunos consejos para evitar que suceda.

Contenido

Construcción de Condensadores

Un condensador es un dispositivo electrónico que almacena energía eléctrica en un campo eléctrico. Los capacitores se utilizan en una amplia gama de dispositivos electrónicos, desde teléfonos celulares hasta computadoras y radios. Se encuentran en casi todos los tipos de equipos electrónicos.

Hay muchos tipos diferentes de capacitores, pero todos funcionan con el mismo principio básico: dos conductores separados por un material aislante (llamado dieléctrico). Cuando se aplica voltaje a los conductores, se crea un campo electrico. Este campo almacena energía.

¿Qué causa que los capacitores fallen?

El> Consiste en dos placas de metal (los conductores) separadas por una capa de electrolito (el dieléctrico). El electrolito suele ser una solución ácida.

Cuando se aplica voltaje al capacitor electrolítico, el campo eléctrico crea una corriente en el electrolito. Esta corriente hace que los iones se muevan de una placa a otra. Estos iones se acumulan en una de las placas, creando una carga. El campo eléctrico almacena energía almacenando esta carga.

la capacitancia de un capacitor está determinada por el área de las placas, la distancia entre ellas y el tipo de material dieléctrico utilizado. Cuanto mayor sea la capacitancia, más energía eléctrica puede almacenar el capacitor.

De lo anterior, puede ver que los capacitores se usan en una amplia variedad de dispositivos electrónicos porque pueden almacenar grandes cantidades de energía y liberarla muy rápidamente. A menudo se utilizan para filtrar señales o para proporcionar energía a los componentes electrónicos. [1]

Tipos de fallas de capacitores

Desafortunadamente, al igual que cualquier otro componente electrónico, los condensadores pueden fallar y fallan. Cuando un capacitor falla, puede causar todo tipo de problemas en el dispositivo electrónico que está alimentando. En algunos casos, incluso puede hacer que el dispositivo deje de funcionar por completo.

Ruptura dieléctrica

Una de las causas más comunes de falla del capacitor es la ruptura dieléctrica. Esto sucede cuando el aislamiento entre las placas del capacitor se rompe, permitiendo que la corriente fluya donde no debería. Esto puede suceder debido a varios factores, incluidos picos de voltaje, calor excesivo o daño físico al capacitor.

La ruptura dieléctrica suele ser irreversible., lo que significa que una vez que sucede, el capacitor debe ser reemplazado. Sin embargo, hay algunos tipos de condensadores que se pueden reparar si no se han dañado demasiado.

Si sospecha que su capacitor ha sufrido una ruptura dieléctrica, llévelo a un técnico en electrónica calificado para realizar más pruebas y reemplazarlo si es necesario.

Condensadores abiertos

Otro tipo común de falla del capacitor es un capacitor abierto. Esto ocurre cuando una de las placas del condensador se separa de las demás. Esto puede suceder debido a un defecto de fabricación, daño físico o corrosión.

Los capacitores abiertos generalmente son irreparables y necesitan ser reemplazados. Sin embargo, si el capacitor sufre demasiado estrés físico, puede causar que todo el capacitor se rompa. En este caso, es mejor desechar el capacitor y reemplazarlo por uno nuevo. [2]

Factores que pueden causar daño a los capacitores

Ahora que hemos repasado los dos tipos más comunes de fallas de capacitores, analicemos algunos de los factores que pueden causar daños a los capacitores. ¡En realidad hay bastantes!

Capacidad

Uno de los factores más importantes que determina la capacidad de un capacitor para almacenar energía es su capacitancia. La capacitancia es una medida de cuánta carga eléctrica puede almacenar un capacitor por unidad de voltaje que se le aplica. Cuanto mayor sea la capacitancia, más carga puede almacenar un capacitor.

Los cambios rápidos en la capacitancia pueden dañar un capacitor. Por ejemplo, si un capacitor se carga y descarga muy rápidamente, las presiones de sujeción dentro del capacitor pueden llegar a ser demasiado altas y causar que el capacitor falle.

Humedad

Otro factor que puede causar daño a un capacitor es la humedad. Cuando los capacitores están expuestos a altos niveles de humedad, puede causar que el material dieléctrico se rompa. Esta avería puede conducir eventualmente a la falla del capacitor.

¿Qué causa que los capacitores fallen?

La>corrosión en los terminales de los electrodos, lo que puede provocar un aumento de la resistencia y una posible falla.

La corrosión no sólo es causada por la exposición a la humedad, sino también por ciertas sustancias químicas en la atmósfera, como el dióxido de azufre y el cloro. Estos químicos pueden reaccionar con los electrodos de metal y causar corrosión.

Los condensadores que se utilizan en aplicaciones al aire libre son especialmente susceptibles a sufrir daños por la humedad y los productos químicos corrosivos. Por eso es importante usar condensadores que estén clasificados para su uso en entornos hostiles.

Altas temperaturas

Evidentemente, una de las principales cosas que pueden dañar cualquier componente electrónico son las altas temperaturas. Esto es especialmente cierto para los condensadores, ya que a menudo necesitan operar a temperaturas muy altas para funcionar correctamente.

Una forma de prevenir este tipo de daño es asegurarse de no exceder la temperatura máxima de funcionamiento del capacitor. En segundo lugar, utilice técnicas de gestión térmica para mantener frío el condensador. Esto puede incluir cualquier cosa, desde usar un disipador de calor hasta colocar el capacitor en un área con buen flujo de aire.

vida en servicio

Al igual que cualquier otro componente electrónico, los condensadores tienen una vida útil finita. El electrolito en un capacitor electrolítico de aluminio se evaporará con el tiempo, lo que hará que el capacitor se seque y finalmente falle.

La cantidad de tiempo que lleva que esto suceda varía según la calidad del condensador y las condiciones en las que se utiliza. Por ejemplo, un capacitor de alta calidad usado en condiciones ideales (baja temperatura, baja humedad, etc.) puede durar años. Por otro lado, un capacitor de menor calidad utilizado en condiciones más duras (alta temperatura, alta humedad, etc.) puede durar solo unos meses.

Factor de disipación

El siguiente factor que discutiremos es el factor de disipación. El factor de disipación es una medida de cuánta energía se pierde en un capacitor como calor. Cuanto mayor sea el factor de disipación, más probable es que el capacitor falle.

Hay dos razones principales por las que los factores de disipación pueden causar fallas en el capacitor. Primerosi el factor de disipación es demasiado alto, el capacitor se sobrecalentará y finalmente se incendiará. Segundo, si el factor de disipación es demasiado alto, el condensador perderá su capacidad para mantener una carga. Esto puede causar todo tipo de problemas, incluido un rendimiento reducido e incluso una falla total.

Resistencia de aislamiento

La resistencia de aislamiento es una medida de qué tan bien el material dieléctrico (el aislante) entre las placas del capacitor puede resistir el flujo de corriente. Si la resistencia de aislamiento es demasiado baja, la corriente fluirá a través del material dieléctrico y hará que se rompa. Esto eventualmente conducirá a un cortocircuito y falla del capacitor.

Hay algunas cosas que pueden causar una baja resistencia de aislamiento en los condensadores. Uno es contaminación del material dieléctrico por partículas de polvo u otros contaminantes. Otro es exposición a altas temperaturas, lo que puede hacer que el material dieléctrico se deteriore con el tiempo. Finalmente, tensión de tensión también puede reducir la resistencia de aislamiento. Cuando un capacitor se expone a un voltaje que es demasiado alto para su valor nominal, el campo eléctrico en el material dieléctrico puede volverse lo suficientemente fuerte como para hacer que la corriente fluya a través de él.

Calidad de sellado

Un factor importante que puede afectar la confiabilidad de los capacitores es la calidad de sus sellos. Los sellos son los que mantienen la humedad y otros contaminantes fuera del capacitor, por lo que es importante que sean fuertes y duraderos. Desafortunadamente, no todos los sellos son iguales. Algunos fabricantes toman atajos utilizando materiales más baratos o escatimando en el proceso de fabricación. Como resultado, es más probable que estos capacitores fallen prematuramente.

Por ejemplo, mientras condensadores sellados herméticamente están diseñados para ser altamente resistentes a la humedad y la contaminación, la presión interna dentro del capacitor puede aumentar con los cambios de temperatura. Si la presión supera la fuerza de los sellos, la humedad puede entrar en el condensador y hacer que falle.

Condensadores sellados con epoxi por otro lado, tienen una menor resistencia a la humedad y la contaminación. El proceso de sellado no es tan confiable, lo que puede provocar que los capacitores fallen prematuramente.

Para evitar este tipo de fallas, es importante Utilice condensadores de un fabricante de confianza que utilice materiales de alta calidad y tenga procedimientos estrictos de control de calidad..

Resistencia dieléctrica

La rigidez dieléctrica también puede afectar la confiabilidad de los capacitores. La rigidez dieléctrica de un material es básicamente una medida de qué tan bien puede resistir la carga y descarga.

¿Qué causa que los capacitores fallen?

Como>cuanto mayor sea la rigidez dieléctrica del dieléctrico de un condensador, más durará. Desafortunadamente, existen muchos materiales con resistencias dieléctricas relativamente bajas. Esto incluye algunos plásticos e incluso algunos tipos de vidrio.

Si está utilizando capacitores en una aplicación en la que estarán sujetos a altos voltajes o corrientes, es importante usar aquellos con dieléctricos de alta calidad. De lo contrario, corre el riesgo de que fallen prematuramente.

Vibración y choque

Otros dos factores que pueden afectar la confiabilidad de los capacitores son las vibraciones y los golpes. Si bien la mayoría de los condensadores están diseñados para soportar una cierta cantidad de vibraciones y golpes, aún pueden dañarse por cantidades excesivas.

Esto puede suceder durante el envío, la instalación o el funcionamiento. Incluso pequeñas cantidades de vibración pueden causar daños internos al capacitor, lo que resulta en una pérdida de capacitancia o un aumento en la corriente de fuga. En casos extremos, la vibración puede incluso hacer que el capacitor falle catastróficamente.

Los golpes son incluso peores que las vibraciones y pueden causar fácilmente daños físicos al condensador. Por ejemplo, si un capacitor se cae de una placa de circuito, es probable que se dañe. ¡Incluso dejar caer una placa de circuito puede dañar los condensadores!

Los condensadores también son susceptibles a daños por impacto. de cosas como herramientas u otros objetos que caen sobre ellos.

Presión barométrica

Otro factor ambiental que puede afectar la confiabilidad de los capacitores es la presión barométrica. Esta es la presión atmosférica que existe en un lugar en particular. Cuando esta presión cambia, puede ejercer presión sobre los componentes internos del condensador, lo que puede provocar fallas. La presión barométrica no es algo que podamos controlar, por lo que es importante asegúrese de que nuestros condensadores estén clasificados para el rango de presiones que pueden experimentar en su entorno.

Radiación

Si bien no es tan común como otras causas, la radiación puede dañar o destruir los capacitores. Esto suele ser solo un problema para los condensadores que se utilizan en aplicaciones aeroespaciales o militares. El tipo más común de radiación que daña los condensadores se denomina trastorno de evento único (SEU). SEU es causado por partículas de alta energía, como los rayos cósmicos, que golpean el material dieléctrico del capacitor. Esto puede hacer que el material se polarice, lo que a su vez hace que el capacitor falle. [2], [3]

¿Qué causa que los capacitores fallen?

Preguntas>

¿Cómo evitar que un capacitor falle?

Hay algunas cosas que puede hacer para evitar que los capacitores fallen:

  • Use condensadores de alta calidad que estén diseñados para la aplicación y el entorno.
  • Mantenga los capacitores alejados de fuentes de calor.
  • Evite el uso de piezas dañadas o corroídas
  • Inspeccione los capacitores regularmente para detectar signos de falla. Si un capacitor muestra signos de falla, reemplácelo antes de que falle por completo.

¿Qué hace que un capacitor se queme?

Hay muchas razones por las que un condensador puede quemarse. La razón más común es debido a una sobrecarga eléctrica. Esto puede suceder si hay un corte de energía o si se interrumpe el suministro de energía al capacitor. Otras causas de que los capacitores se quemen incluyen, pero no se limitan a: sobrecalentamiento, corriente excesiva, picos de voltaje.

¿Cuál es la falla común de un capacitor?

Las fallas más comunes de los capacitores son cortocircuitos y fugas. Estos pueden ser causados ​​por una serie de factores, incluidos defectos de fabricación, daños durante la instalación o exposición a temperaturas extremas.

¿Cuántos años puede durar un capacitor?

La vida útil de un condensador puede variar mucho dependiendo de la calidad del condensador, así como de las condiciones de funcionamiento y el entorno. Los condensadores utilizados en aplicaciones menos exigentes, como las fuentes de alimentación para productos electrónicos de consumo, pueden durar más de diez años. Mientras tanto, los condensadores utilizados en aplicaciones industriales más exigentes pueden durar solo unos años antes de que sea necesario reemplazarlos.

Video útil: ¿Por qué fallan los capacitores? (No es por eso que piensas)

Conclusión

Los condensadores son una parte esencial de cualquier dispositivo electrónico, y su falla puede tener consecuencias graves. En este artículo, analizamos algunas de las causas más comunes de fallas en los capacitores, así como algunos consejos sobre cómo prevenirlas. Hay muchas razones diferentes por las que los condensadores pueden fallar. La razón más común es simplemente la edad. Con el tiempo, el material dieléctrico se descompone y se vuelve menos eficaz para almacenar energía eléctrica. La exposición a temperaturas extremas también puede hacer que los condensadores fallen. Y lo mismo ocurre con la humedad, que puede provocar la corrosión de los electrodos del condensador. El manejo y la instalación inadecuados también pueden provocar fallas en el capacitor. Finalmente, sobrecargar un capacitor puede causar que falle. Por eso es importante seguir siempre las instrucciones del fabricante cuando se utilizan condensadores.

Si sospecha que su capacitor puede estar fallando, es importante que se comunique con un técnico calificado lo antes posible. Con el cuidado y el mantenimiento adecuados, sus condensadores deberían durar muchos años. ¡Gracias por leer!

Referencias:

  1. https://electronics.howstuffworks.com/capacitor.htm
  2. https://www.electrocube.com/pages/why-capacitors-fail-technical-bulletin
  3. http://www.electricalterminology.com/causes-of-capacitor-failure/
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