¿Qué hace un condensador?

Si eres fanático de la electrónica y te has preguntado alguna vez ¿qué hace un condensador en un circuito electrónico? Este artículo es perfecto para ti. En este artículo, te explicaremos de manera sencilla y clara los conceptos fundamentales sobre el funcionamiento y la utilidad de los condensadores en la electrónica. ¡No te lo pierdas!

Si eres nuevo en el mundo de los condensadores, ¡esta guía completa es para ti! En este artículo, discutiremos los conceptos básicos de lo que hacen los condensadores, así como algunos conceptos más avanzados. Responderemos preguntas comunes como “¿Cuál es el punto de un capacitor?” y “¿Cómo funcionan los capacitores?” Además, le daremos algunos consejos sobre cómo seleccionar el condensador adecuado para sus necesidades. Entonces, ya sea que esté comenzando en la electrónica o esté buscando aprender más sobre capacitores, ¡siga leyendo!

Contenido

¿Qué es un condensador?

Un condensador funciona almacenando una carga eléctrica en un campo electrostático. Este proceso se conoce como capacitancia y ocurre cuando dos placas conductoras son separadas por un material aislante, conocido como dieléctrico.

Cuando existe una diferencia de voltaje entre las placas, se crea un campo eléctrico en el dieléctrico. Además de eso, el dieléctrico también ayuda a prevenir el flujo de electrones y permite que el capacitor almacene una carga. Este campo almacena energía y hace que fluya una corriente a través del condensador. La corriente deja de fluir cuando el voltaje a través de las placas del capacitor es igual a cero.

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Un condensador funciona almacenando una carga eléctrica en un campo electrostático. Este proceso se conoce como capacidad, y ocurre cuando dos placas conductoras están separadas por un material aislante, conocido como dieléctrico. Cuando se aplica un voltaje a las placas, los electrones fluyen de una placa a la otra, creando un campo eléctrico entre ellas. El dieléctrico ayuda a evitar el flujo de electrones y permite que el condensador almacene una carga.

Los condensadores se pueden conectar en serie o en paralelo para crear diferentes efectos. Cuando se conectan en serie, la capacitancia general se reduce. Esto se debe a que el campo eléctrico creado por cada capacitor se opone a los campos de los otros capacitores en el circuito. Cuando los capacitores se conectan en paralelo, la capacitancia general aumenta. Esto se debe a que los campos eléctricos creados por cada capacitor se suman para crear un campo más grande.

¿Qué es la capacitancia?

La capacitancia es la capacidad de un dispositivo para almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico. Se mide en faradios (F). Cuanto mayor sea la capacitancia, más carga puede almacenar el capacitor. Los condensadores se utilizan en una amplia gama de dispositivos electrónicos, incluidos radios, televisores, computadoras y dispositivos electrónicos portátiles. [1], [2]

Historia de los capacitores

Un condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica en un campo eléctrico. Es un componente electrónico pasivo con dos terminales. El efecto de un capacitor se conoce como capacitancia. Mientras que algunos capacitores se usan para acondicionamiento de energía, otros se usan en circuitos analógicos como filtros o circuitos de sintonización. Los condensadores fueron utilizados por primera vez en el siglo XVIII por el físico italiano Alessandro Volta, quien los llamó “condensadores”.

La invención del condensador primitivo generalmente se atribuye al ingeniero alemán Otto von Guericke quien, en 1672, ideó un dispositivo que podía almacenar cargas estáticas al frotarlo con un paño. La primera versión del capacitor consistía en un globo de azufre que podía cargarse con electricidad estática frotándolo.

La creación fue mejorada aún más en 1746, por dos físicos alemanes Ewald Georg von Kleist y Pieter van Musschenbroek. Descubrieron que cuando cargaba una botella de Leyden (un tipo de botella de vidrio utilizada para almacenar cargas eléctricas), podía descargar su carga a través de su cuerpo aunque no hubiera conexión física entre su cuerpo y la botella. Este descubrimiento condujo al desarrollo del circuito electrónico y allanó el camino para la creación del condensador.

Los estudios sobre la botella de Leyden fueron continuados por el científico estadounidense, y por supuesto el futuro presidente, Benjamin Franklin. En las décadas de 1740 y 1750, publicó varios artículos sobre sus experimentos y observaciones. Uno de sus descubrimientos más famosos fue que la carga podía almacenarse tanto en la superficie interior del frasco como en la superficie exterior. Daniel Gralath y Johann Heinrich también realizaron sus propios experimentos que finalmente condujeron al desarrollo del primer capacitor práctico.

¿Qué hace un condensador?

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El condensador electrolítico fue inventado en 1896 por el ingeniero alemán Karl Ferdinand Braun. Fue el primer condensador que podía almacenar una gran cantidad de energía eléctrica.

El condensador electrolítico de aluminio moderno fue inventado en 1896 por el inventor alemán karol pollak.

en 1909el disco compacto (CD) fue inventado por el físico alemán Oskar Heil.

en 1910el primer condensador de entrehierro fue inventado por el ingeniero francés Georges Claude.

en 1931el primer condensador de plástico fue inventado por el científico estadounidense Guillermo Dubilier. Usó un dieléctrico de mica como dieléctrico de cerámica para crear un capacitor que pudiera almacenar una gran cantidad de energía eléctrica.

La historia de los capacitores está llena de importantes descubrimientos e inventos que han llevado al desarrollo del circuito electrónico moderno. El capacitor es un componente crucial en muchos dispositivos electrónicos, y su importancia seguirá creciendo a medida que dependamos cada vez más de la electrónica en nuestra vida cotidiana. [1], [3]

Tipos de condensadores

Al igual que cualquier otro componente electrónico, los capacitores vienen en una variedad de formas y tamaños. El tipo de condensador que necesita dependerá de la aplicación para la que lo esté utilizando. A continuación se muestran algunos tipos comunes de condensadores.

Condensadores cerámicos

Los condensadores cerámicos están hechos de dos capas de material cerámico con un electrodo de metal en el medio. Son pequeños y livianos, lo que los hace ideales para usar en dispositivos electrónicos portátiles. Los condensadores cerámicos también tienen una temperatura de funcionamiento muy alta, lo que los hace adecuados para su uso en aplicaciones de alta temperatura.

Los condensadores cerámicos vienen en dos tipos principales: monolíticos y multicapa. Los capacitores cerámicos monolíticos están hechos de una sola pieza de material cerámico, mientras que los capacitores cerámicos multicapa están hechos de múltiples capas de material cerámico unidas entre sí.

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Los condensadores cerámicos también se clasifican según su constante dieléctrica. Los tipos más comunes de capacitores cerámicos son los capacitores de Clase II y Clase III, que tienen constantes dieléctricas de alrededor de 25 y 50, respectivamente.

Los capacitores cerámicos de Clase I, que tienen una constante dieléctrica de alrededor de 100, también están disponibles, pero son menos comunes que los capacitores de Clase II y Clase III.

Condensadores de mylar

Los capacitores de mylar están hechos de dos capas de mylar (un tipo de plástico) con un electrodo de metal en el medio. Son similares en construcción a los condensadores cerámicos, pero tienen una temperatura de funcionamiento más baja y no son tan adecuados para su uso en aplicaciones de alta temperatura.

Condensadores de película

Los capacitores de película están hechos por emparedado de una película delgada de material dieléctrico entre dos placas de metal. Están disponibles en paquetes cilíndricos y planos. Los capacitores de película se utilizan en aplicaciones donde se requieren alta frecuencia y estabilidad, como equipos de audio y dispositivos médicos. Se sabe que los condensadores de película ofrecen un rendimiento superior en términos de respuesta de frecuencia y estabilidad.

Condensadores de vidrio

Uno de los primeros tipos de condensadores, los condensadores de vidrio se utilizaron en las primeras radios. Estos condensadores están hechos de dos placas de metal que están separadas por una fina capa de material dieléctrico. El dieléctrico puede ser una variedad de materiales, pero más comúnmente es un tipo de vidrio.

Los capacitores de vidrio ya no se usan con mucha frecuencia porque son relativamente grandes y tienen una clasificación de voltaje máximo relativamente baja. Sin embargo, tienen una ventaja sobre otros tipos de capacitores: pueden soportar altas temperaturas sin degradarse.

Si necesita un capacitor que pueda manejar altas temperaturas, entonces un capacitor de vidrio podría ser la opción adecuada para usted.

Condensadores electrolíticos

Este tipo de condensador está formado por dos placas de metal que están separadas por un electrolito. Cuando se aplica un voltaje a las placas, una de las placas se cargará positivamente y la otra placa se cargará negativamente. El electrolito entre las placas ayuda a evitar que las cargas se escapen.

Los condensadores electrolíticos se utilizan en una variedad de aplicaciones que incluyen fuentes de alimentación, equipos de audio y placas base de computadora.

Condensadores de aire

Los condensadores de aire son otro tipo de condensador. Constan de dos placas metálicas separadas por un material dieléctrico, en este caso aire. Los condensadores de aire se utilizan en aplicaciones donde el espacio es limitado, como en la electrónica portátil.

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Usos de los condensadores

Los condensadores se utilizan en una amplia gama de circuitos electrónicos, incluidas las fuentes de alimentación, los filtros y los circuitos de temporización. También se utilizan en aplicaciones de almacenamiento de energía eléctrica, como baterías y pilas de combustible. Los condensadores se pueden encontrar en casi todos los tipos de dispositivos electrónicos, desde radios hasta computadoras portátiles y teléfonos celulares.

Para almacenar energía

En cuanto a las razones por las que se utilizan condensadores, tiene que ver con la capacidad del condensador para almacenar una carga eléctrica. Esta propiedad se conoce como capacitancia y se mide en unidades de Faradios (símbolo: F). La capacitancia de un capacitor está determinada por el tamaño de sus placas y la distancia entre ellas.

Para acoplamiento de señal

Otro uso común de los capacitores es para unir dos circuitos juntos. Esto se hace conectando el condensador entre los dos circuitos. El condensador permitirá que las señales de CA pasen de un circuito a otro, pero bloqueará las señales de CC. Esto se conoce como acoplamiento AC.

Los condensadores también se pueden usar para desacoplar dos circuitos que están conectados entre sí. Esto se hace conectando el condensador entre los dos circuitos. El condensador bloqueará las señales de CA y permitirá que las señales de CC pasen de un circuito a otro.

Filtrado electrónico de ruido

Uno de los usos más comunes de los capacitores es para filtrar el ruido electrónico no deseado. Este ruido puede provenir de una variedad de fuentes, incluidas fuentes de alimentación, motores y otros dispositivos eléctricos. Los condensadores pueden filtrar este ruido porque pueden almacenar y liberar carga eléctrica muy rápidamente.

Sensores remotos

Otro uso común de los capacitores es en aplicaciones de teledetección. Los capacitores se pueden usar para medir una variedad de parámetros ambientales, que incluyen temperatura, humedad y presión.

En muchos casos, los condensadores se utilizan junto con otros sensores, como termopares o galgas extensométricas. Al medir el voltaje a través del capacitor, es posible determinar el valor del parámetro que se está midiendo.

¿Qué hace un condensador?

Los>, como marcapasos cardíacos y desfibriladores. En estos dispositivos, los condensadores se utilizan para almacenar energía eléctrica que luego se descarga en el cuerpo del paciente para corregir un ritmo cardíaco que se ha vuelto demasiado lento o demasiado rápido.

Para mantener el voltaje en el mismo nivel

Uno de los usos más comunes de los capacitores es para mantener un nivel de voltaje. Esto se puede hacer cargando el capacitor al voltaje deseado y luego conectándolo en paralelo con el elemento del circuito cuyo voltaje se va a regular. El condensador actuará entonces como un depósito de carga, suministrando o absorbiendo carga según sea necesario para mantener el voltaje en el nivel deseado.

Este uso de los condensadores es especialmente importante en los circuitos de fuente de alimentación, donde los condensadores se utilizan para filtrar los componentes de CA (corriente alterna) no deseados de la salida de CC (corriente continua) de la fuente de alimentación. Al suavizar estas fluctuaciones de CA, los condensadores ayudan a garantizar que los dispositivos electrónicos reciban un suministro constante de energía.

Como puede ver, hay una variedad de formas diferentes en que se pueden usar los capacitores. Al comprender lo que hacen estos componentes, puede comprender mejor cómo funcionan los dispositivos electrónicos.

Para cargar y descargar cargas eléctricas.

Otro uso común de los capacitores es para almacenar cargas eléctricas. Esto puede ser útil en una serie de aplicaciones, como encender linternas y otros dispositivos que necesitan una rápida ráfaga de energía. Los condensadores también se pueden usar para filtrar señales o ruidos no deseados en los circuitos electrónicos. [2]

¿Cuál es la unidad de medida de los condensadores?

El tamaño de un condensador generalmente se indica por su capacitancia, que se mide en Farads (llamado así por Michael Faraday). Un Farad es una unidad de capacitancia muy grande, por lo que la mayoría de los capacitores tienen valores mucho más pequeños que un Farad. Las unidades más comunes de capacitancia son microfaradios (µF) y picofaradios (pF). Un microfaradio equivale a una millonésima (0,000001) de Farad, y un picofaradio equivale a una billonésima (0,000000000001) de Farad.

Un faradio tiene la capacidad de almacenar un culombio de carga a un voltio. Esto significa que farab es una unidad bastante grande.

La capacitancia de un capacitor está determinada por su tamaño, forma y el tipo de material del que está hecho. Cuanto mayor sea el área de la placa o menor sea la distancia entre las placas, mayor será la capacitancia. La constante dieléctrica del material entre las placas también afecta la capacitancia. Una constante dieléctrica más alta significa que se puede almacenar más carga en las placas del capacitor para una diferencia de voltaje dada entre ellas. [1], [2]

Calificaciones de capacitores

Los condensadores tienen valores distintos de la capacitancia, incluidos los valores nominales de voltaje, tolerancia y temperatura.

Tolerancia

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La>la cantidad de carga que puede almacenar. La tolerancia de un capacitor es el rango dentro del cual la capacitancia puede variar. La capacitancia generalmente se da como un porcentaje, como “+/- 20%”. Esto significa que si la capacitancia especificada es de 100 microfaradios, el valor real del capacitor puede estar entre 80 y 120 microfaradios.

La tolerancia de un capacitor afecta qué tan bien realizará su función prevista en un circuito. Por ejemplo, si se utiliza un condensador para filtrar la ondulación de CA de la alimentación de CC, se necesitará una tolerancia más alta (como “+/- 20 %)” para garantizar que la ondulación se reduzca significativamente. Por otro lado, si se usa un capacitor para sintonizar un receptor de radio, entonces se necesitará una tolerancia más baja (como “+/- 0.01%) para garantizar que el receptor esté sintonizado en la frecuencia correcta.

Voltaje

El voltaje que un capacitor puede soportar antes de romperse se llama voltaje máximo o voltaje de ruptura. El valor de la tensión máxima depende del tipo de material utilizado en los electrodos y el dieléctrico del condensador, así como del tamaño y la forma del condensador.

Por ejemplo, un capacitor electrolítico estándar puede tener un voltaje máximo de alrededor de 35 voltios. Sin embargo, también existen capacitores electrolíticos de alto voltaje que pueden tener un voltaje máximo de 1000 voltios o más.

Para conocer el voltaje máximo de un capacitor en particular, debe consultar su hoja de datos. La hoja de datos también especificará el voltaje operativo recomendado, que suele ser mucho más bajo que el voltaje máximo.

Temperatura máxima de trabajo

Como con todos los dispositivos electrónicos, los condensadores tienen una temperatura máxima de trabajo. Esta es la temperatura a la que el condensador ya no funcionará correctamente. La temperatura máxima de trabajo de un condensador suele ser de unos 125 °C. Sin embargo, algunos capacitores pueden tener una temperatura máxima de hasta 200°C.

Al elegir un condensador, es importante asegurarse de que su temperatura máxima de trabajo sea más alta que la temperatura de funcionamiento de su circuito. De lo contrario, el condensador podría fallar y provocar un mal funcionamiento del circuito.

Si alguna vez tiene dudas sobre qué rango de temperatura puede manejar un capacitor en particular, siempre puede consultar la hoja de datos para obtener más información.

Coeficiente de temperatura

El coeficiente de temperatura de un capacitor es una medida de cómo cambia su capacitancia con la temperatura. Cuanto menor sea el coeficiente de temperatura, más estable será la capacitancia del condensador en un rango de temperaturas.

Hay dos tipos de coeficientes de temperatura: positivos y negativos. Un coeficiente de temperatura positivo significa que la capacitancia del capacitor aumenta a medida que aumenta la temperatura. Un coeficiente de temperatura negativo significa que la capacitancia disminuye a medida que aumenta la temperatura. La mayoría de los condensadores cerámicos y de película tienen un coeficiente de temperatura negativo, mientras que los condensadores electrolíticos tienen un coeficiente de temperatura positivo.

Resistencia a las fugas

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La>la medida de cuánta corriente fluye a través del capacitor cuando se le aplica un voltaje. Cuanto mayor sea la resistencia de fuga, menos corriente fluirá.

Autoinductancia

Un capacitor tiene autoinductancia porque está hecho de dos placas conductoras separadas por un aislante. Esta separación crea un campo magnético alrededor del capacitor que se opone a cualquier cambio en la corriente. Cuanto más grandes sean las placas y mayor sea la separación, mayor será la autoinducción.

La autoinductancia de un condensador puede ser positiva o negativa. Una autoinductancia positiva significa que el campo magnético creado por la corriente que fluye a través del condensador se opone a cualquier aumento de corriente. Una autoinductancia negativa significa que el campo magnético en realidad ayuda a cualquier aumento en la corriente. De cualquier manera, el efecto de la autoinducción es oponerse a cualquier cambio en el flujo de corriente a través del capacitor.

La magnitud de la autoinductancia de un condensador suele ser muy pequeña, del orden de nanohenrios (nH). Sin embargo, en algunas aplicaciones, como los circuitos de radiofrecuencia (RF), la autoinducción puede ser un factor importante.

La autoinductancia no es el único factor que determina el comportamiento de un condensador. Realmente solo comenzará a ver los efectos en frecuencias más altas.

Polaridad

Un capacitor tiene dos placas que están separadas por un aislante, también conocido como dieléctrico. El dieléctrico ayuda a aumentar la capacitancia del dispositivo. Cuando se aplica voltaje al dispositivo, las cargas positivas se acumulan en una placa mientras que las cargas negativas se acumulan en la otra. Esto crea un campo eléctrico entre las dos placas.

La polaridad de un capacitor es importante porque determina la dirección del flujo de corriente a través del dispositivo. Si invierte el voltaje a través de un capacitor, la corriente fluirá en la dirección opuesta. Esto puede ser útil en ciertos tipos de circuitos, pero es importante conocer la polaridad de su capacitor antes de conectarlo a un circuito.

Los condensadores pueden ser polarizados o no polarizados. Los capacitores polarizados tienen un conductor positivo y otro negativo, mientras que los capacitores no polarizados no.

Condensadores polarizados solo se puede conectar a un circuito en la orientación correcta. Si intenta conectar un condensador polarizado al revés, no funcionará correctamente. En algunos casos, incluso puede dañarse.

Condensadores no polarizados, por otro lado, se puede conectar a un circuito en cualquier orientación. Esto los hace mucho más fáciles de usar que los capacitores polarizados. [5]

Preguntas más frecuentes

¿Cuál es el propósito de un capacitor?

El propósito de un condensador es almacenar energía en forma de un campo electrostático. Este tipo de almacenamiento se conoce como “almacenamiento pasivo”. Cuando un capacitor está conectado a un circuito, puede retener una carga y luego liberarla más tarde cuando sea necesario.

¿Qué tres cosas hace un condensador?

Un capacitor tiene tres funciones principales: almacena energía en forma de un campo electrostático, puede actuar como un regulador de voltaje desviando la corriente a tierra y bloquea la CC mientras pasa la CA.

¿Qué hace un condensador y su importancia?

Un condensador es un componente eléctrico que almacena energía en forma de campo eléctrico. Se compone de dos placas conductoras (generalmente de metal) separadas por un material aislante llamado dieléctrico. Cuando se aplica un voltaje a través de las placas, el campo eléctrico almacena energía en forma de carga electrostática. La cantidad de energía que se puede almacenar en un capacitor está determinada por su capacitancia, que se mide en faradios.

Si bien los capacitores se usan comúnmente para almacenar energía, también tienen otras aplicaciones importantes. Por ejemplo, se pueden usar para filtrar señales no deseadas en circuitos electrónicos o para suavizar las fluctuaciones de energía causadas por cargas inductivas.

¿Por qué los motores necesitan condensadores?

Los condensadores ayudan a suministrar la oleada inicial de corriente a los devanados del motor cuando arranca. Este impulso es necesario porque los motores tienen inductancia, que se opone a cualquier cambio en el flujo de corriente. El trabajo del condensador es proporcionar ese impulso inicial para que el motor pueda comenzar a girar.

Una vez que el motor está funcionando, el capacitor actúa como un filtro, suavizando cualquier fluctuación en la corriente que fluye hacia los devanados. Esto ayuda a mejorar la eficiencia del motor y evita daños por descargas eléctricas.

Video útil: ¿Qué hace un capacitor?

Conclusión

Los condensadores son un componente esencial de los circuitos y dispositivos electrónicos. Se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde fuentes de alimentación hasta sensores remotos. Puede encontrar capacitores en casi todos los tipos de dispositivos electrónicos, desde radios hasta computadoras portátiles y teléfonos celulares. Con su capacidad para almacenar energía eléctrica, los capacitores juegan un papel vital en muchos tipos diferentes de dispositivos electrónicos. En este artículo, hemos respondido a la pregunta: “¿Qué hace un condensador?” A estas alturas, debería saber más sobre su propósito y características. También hemos proporcionado una guía completa de capacitores, sus tipos y sus aplicaciones. Esperamos que este artículo haya sido útil para responder a sus preguntas sobre los condensadores. ¡Gracias por leer!

Referencias:

  1. https://electronics.howstuffworks.com/capacitor.htm
  2. https://howtomechatronics.com/how-it-works/electronics/what-is-capacitor-and-how-it-works/
  3. https://learn.adafruit.com/circuit-playground-c-is-for-capacitor/what-is-a-capacitor
  4. https://www.linquip.com/blog/tipos-de-condensadores-todo-lo-que-necesita-saber/
  5. https://mtiinstruments.com/knowledge-center/capacitor-characteristics/

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