Capacitor o Condensador ¿Cómo funciona?

Se llama capacitor o condensador a un elemento que es capaz de almacenar energía eléctrica por un tiempo determinado, la cual luego se desprende de diversas formas según el uso que se le quiera dar.

Internamente, el capacitor se compone de dos placas conductoras (armaduras) que están separadas por un dieléctrico, éste es, un material que no conduce la electricidad y suele ser de papel, mica, aire, porcelana, vidrio, poliéster, etc. Una vez conectado a una fuente de alimentación que entrega una tensión (V) entre sus placas, comienzan a almacenarse cargas de polaridad opuesta en cada una de ellas. De esta forma, una de las placas queda cargada positivamente, mientras que la otra lo hace de forma negativa. Esta diferencia hace que se produzca un campo eléctrico en el dieléctrico del condensador, resultando allí una diferencia de potencial (V) exactamente igual a la entregada por la fuente de alimentación, es decir, cuando este se carga se comporta como un acumulador de carga, mientras que cuando se descarga actúa como un generador. Un capacitor no permite el paso de la corriente continua cuando se ha cargado.

Capacitor funcionamiento

Un condensador de gran capacidad puede almacenar cargas mayores que otro de menor capacidad. 

Los factores que influyen en la capacidad son:

  • Superficie de las placas: A mayor superficie, mayor capacidad.
 
  • Distancia entre las placas: Cuanto mas próximas, mayor capacidad.
 
  • Constante dieléctrica del material aislante de las placas: Por ejemplo, el papel seco aumenta la capacidad.

Un condensador mantiene la carga durante mucho tiempo, pero va perdiendo carga por fuga del dieléctrico o iones del aire.

 Existen dos tipos de condensadores: Condensadores fijos (cerámicos, poliéster y electrolíticos) y condensadores variables (también ajustables).

Símbolo capacitor
Símbolos de condensadores

Capacitor Fijo

Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características dependen principalmente del tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos se corresponden con los nombres del dieléctrico usado. Podemos distinguir los Siguientes tipos:
 

 •  Cerámicos.

   Plásticos.

 •  Electrolíticos.

 

Capacitor cerámico

El dieléctrico utilizado por estos condensadores es la cerámica, siendo el material más empleado el dióxido de titanio. Este material confiere al condensador grandes inestabilidades, por lo que en base al material se pueden diferenciar dos grupos:
 

 • Grupo I: caracterizado por una alta estabilidad, con un coeficiente de temperatura bien definido y casi constante.

 • Grupo II: En los condensadores de este grupo, el coeficiente de temperatura no está prácticamente definido y además de presentar características no lineales, su capacidad varía considerablemente con la temperatura, la tensión y el tiempo de funcionamiento.

Capacitor cerámico
Capacitor cerámico no posee polaridad. Su valor viene inscripto en una de sus caras mediante un código.

Capacitor de plástico

Estos condensadores son comúnmente llamados de poliéster, y se caracterizan por las altas resistencias  de aislamiento y las elevadas temperaturas de funcionamiento que poseen.
 

 Según su fabricación, se dividen en:

• Tipo K: Armaduras de metal.

• Tipo MK: armaduras de metal vaporizado

Según el dieléctrico usado:
 
• KS: Constituidos por láminas de metal y poliestireno como dieléctrico.

• KP: Formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno.

• MKP: Dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.

• MKT: Láminas de metal vaporizado y dieléctrico de poliéster.

• MKC: Constituidos por makrofol, que es un metal vaporizado para las armaduras y policarbonato para el dieléctrico

Capacitor poliester

 Los condensadores de cerámica y poliéster, no tiene polaridad. Es de notar que los Condensadores cerámicos sólo soportan hasta 50 voltios, mientras que los condensadores de poliéster se consiguen en diferentes voltajes que van desde los 100 voltios hasta los 2.000 voltios y más.

Capacitor electrolítico
En estos condensadores, una de las armaduras es de metal, mientras que la otra es un conductor iónico o electrolito. Presentan altos valores capacitivos con relación al tamaño y son polarizados (tienen un polo positivo y uno negativo).
 

 Podemos distinguir dos tipos:

• Electrolíticos de aluminio: La armadura metálica es de aluminio y el electrolito de terraborato armónico.

• Electrolíticos de tantalio: El dieléctrico es óxido de Tántalo. Poseen mayor valor capacitivo. Las tensiones que soportan son menores que los de aluminio y su costo es más elevado.

capacitor Electrolítico

Capacitor variable

 

 Se emplean fundamentalmente cuando se necesita variar una frecuencia, por ejemplo, en sintonizadores de radio o televisión, o para realizar ajustes finos en cierta sección del circuito mediante timmers. La variación se lleva a cabo a través del desplazamiento mecánico entre placas enfrentadas. La relación de variación según ángulo y giro respecto de la capacidad la determina el fabricante según su forma constructiva, obedeciendo a distintas leyes de variación, entre las que destacan la lineal, logarítmica y cuadrática corregida.

 Capacitores variables giratorios:

Muy utilizado para la sintonía de aparatos de radio. La idea de estos es variar con la ayuda de un eje (que mueve las placas del capacitor) el área efectiva de las placas que están frente a frente y de esta manera se varía la capacitancia. Estos capacitores se fabrican con dieléctrico de aire, pero para reducir la separación entre las placas y aumentar la constante dieléctrica se utiliza plástico. Esto hace que el tamaño del capacitor sea menor.

Capacitor variable giratorio

 Capacitores ajustables «trimmer»:

Se utiliza para ajustes finos, en rangos de capacitancias muy pequeños. Normalmente éstos, después de haberse hecho el ajuste, no se vuelven a tocar. Su capacidad puede variar entre 3 y 100 pf.  Hay trimmers de presión, disco, tubular, de placas.

Trimmer capacitor
Capacitor ajustable trimmer

Unidades de medida del capacitor

La unidad medida de los condensadores es el faradio (F). Éste es usado en redes eléctricas de tamaño monumental, por lo que en electrónica se hace necesario utilizar pequeñas fracciones del faradio.

Microfaradio,  (μF), equivale a una millonésima parte de un faradio (0.000001 F).

Nanofaradio (nF), equivale a una milmillonésima parte de un faradio (0.000000001 F).

Picofaradio (pF), equivale a una billonésima parte de un faradio (0.000000000001 F).

Ya que el tamaño de los condensadores electrolíticos es considerable, llevan marcados en su superficie, la capacidad, la polaridad  y la tensión máxima de trabajo.

En estos componentes es muy importante tener en cuenta el voltaje máximo de trabajo y la polaridad, pues en el caso de necesitar una mayor tensión, aumenta el tamaño y por lo tanto su precio. Cuando se usa un condensador que esta por debajo de la tensión requerida, con el tiempo puede llegar a reventarse.

Los condensadores electrolíticos tienen como valores usuales los 1; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7 y  6,8 microfaradios  y sus múltiplos de 10.
 

El capacitor y la corriente alterna

Si se aplica una corriente alterna (AC) que varía senoidalmente a un condensador, habrá circulación de corriente en un sentido y en el otro, pues el condensador se carga y descarga al cambiar la polaridad de la fuente de alimentación. Ante la tensión alterna y al producirse el efecto descrito de cargas y descargas sucesivas, se puede afirmar que sí se realiza, una verdadera circulación de corriente, aunque ésta no fluye en realidad a través del dieléctrico, con lo que se llega a una de las principales aplicaciones del condensador en la práctica, que es la de separar corrientes continuas de alternas cuando ambas existen simultáneamente.
 

Código japonés del capacitor

Código del Capacitor
10 * 10^4 Picofaradios, 0.1 microfaradios o 100 nanofaradios
Tabla de valores capacitor

Valor expresado en picofaradios

En otros casos se escribe el valor explícito sobre el cuerpo del condensador. Se usa también en resistencias SMD, con el valor total expresado en ohmios.

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