2. Que es un capacitor ?
Se le llama capacitor a un dispositivo el cual almacena carga
eléctrica. Este está formado por dos placas o conductores
próximos unos a otros, separados por un aislante, de tal modo
que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos
contrarios.
3. Estas dos placas o conductores que contiene este dispositivo están
colocadas dentro de este en una forma paralela una de otra, estas tienen
una misma superficie y están encaradas, separadas por una lámina no
conductora o dieléctrico. Al conectar o electrizar una de las placas, esta
se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Así
teniendo cargada una de sus placas con carga negativa (-) y la otra
positiva (+) sus cargas son iguales, y la carga neta del sistema es 0, sin
embargo se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga
“Q”.
4. Tipos de capacitores.
Los capacitores se fabrican en gran variedad de formas y se pueden mandar
a hacer de acuerdo a las necesidades de cada uno. El aire, la mica, la
cerámica, el papel, el aceite y el vacío se usan como dieléctricos, según la
utilidad que se pretenda dar al dispositivo.
El primer capacitor es la botella de Leyden, el cual es un capacitor simple en
el que las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y
fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que
caracteriza a un capacitor es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que
puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.
La botella de Leyden, uno de los capacitores más simples, almacena una
carga eléctrica que puede liberarse, o descargarse, juntando sus terminales,
mediante una varilla conductora. La primera botella de Leyden se fabricó
alrededor de 1745, y todavía se utiliza en experimentos de laboratorio.
5. Tipos de capacitores.
Capacitor de aluminio.
este capacitor está formado
por una especie de barril de
aluminio y su dieléctrico es un
mescla de acido bórico, este
capacitor tiene un gran
funcionamiento cuando se
manejan bajas frecuencias
pero cuando está en
frecuencias mediana o altas,
este tipo de capacitor tiende a
tener grandes pérdidas de
frecuencia, es utilizado en
fuente de alimentación (en
especial las conmutativas) y
equipos de audio.
.
6. Capacitores autorregenerables.
estos están clasificados dentro de los capacitores de papel, ya
que están hechos de ente material, son utilizados mucho en la
industria, ya que si se presenta una sobrecarga, la cual supere
las características del material dieléctrico, esta sobrecarga
rompe el papel en algún instante y produce un corto circuito,
entre el barril (armadura), esto produce una gran cantidad de
corriente en la armadura en la parte donde se trono derritiendo
una capa de aluminio la cual rodea el corto circuito y restablece
el aislamiento que se debe encontrar entre las armaduras,
regresando a un estado original.
7. Capacitor de aire.
este tipo de capacitores son habitualmente de
placas paralelas siendo su dieléctrico el aire, el
cual esta encapsulado en una estructura de
vidrio, este tipo de condensadores solo permite
valores pequeños de capacitancia, son utilizado
muy frecuentemente en radares y radios, tienen
un gran funcionamiento de frecuencias altas y
tienen una nula perdida en si dieléctrico a igual
que no tienen polaridad.
Capacitores bipolares.
estos capacitores son utilizados en la corriente
alterna, en caso de que la corriente se invierta, se
encuentran compuestos por un par de
condensadores electrolíticos en forma de serie
inversa, este tipo de capacitores no funcionan en
altas frecuencias.
8. Capacitores cerámicos.
estos utilizan cerámica 8distintos tipos de esta) como
su dieléctrico, se encuentras distintos tipos de
capacitores los cuales su dieléctrico está formado por
una sola pila de cerámica, pero también los hay con
dieléctricos formado por pilas de laminas, estos
capacitores funcionan para distintas frecuencias
incluyendo las microondas.
Capacitores electrolíticos.
este tipo de capacitores utilizan un electrolito como
parte de su armadura actuando esta como un cátodo,
si se aplica un voltaje adecuado, este electrolito pondrá
una carga aislante bore el segundo barril (armadura)
llamado ánodo, obteniendo capacitancia elevada, estos
capacitores son apropiados para la corriente alterna,
pero si la polaridad se invierte, se destruye el oxido,
dándole paso a un corto circuito entre el barril y el
electrolito, para posteriormente sufrir una aumento de
temperatura y luego explotar.
9. Capacitores de mica.
estos capacitores utilizan la mica como dieléctrico, debido a que esta
presenta bajas perdidas, soporta altas temperaturas, se exfolia en
laminas finas, no se desgasta con el oxido ni con la humedad, se
construye poniendo una leve capa de aluminio en el barril, para después
soldarlo a cada terminal, soportan altos voltajes y funcionan bien en altas
frecuencias, aunque tienen un precio muy elevado, por esta razón se
opta por otros.
Capacitores de papel.
utilizan como dieléctrico papel bakelizado, parafinado o tan solo que se
encuentre reducida su higrometría y aumentado su aislamiento, se
encuentra formado por dos cintas de papel una de aluminio y otras dos
de papel y otra de aluminio, las cuales se encuentran en forma de espiral
(enrolladas), donde las cintas de aluminio son los dos barriles, los cuales
se encentran conectados a las correspondientes terminales.
10. Capacitor de poliéster.
está constituido por láminas de
poliéster donde se aloja aluminio, el
cual forma los barriles, las láminas
son apiladas y después conectadas
por los extremos de estas.
Capacitores de tantalio.
este también es un condensador
electrolítico, pero se sustituye el
aluminio por tantalio, consiguiendo
así perdidas menores de corriente,
con respecto a las pérdidas de
corriente en los condensadores que
contienen aluminio.
11. Capacitancia.
Esta es la magnitud de cualquiera de
los conductores y la magnitud de la
diferencia de potencial que existe entre
las dos placas paralelas del capacitor.
La capacitancia siempre es una
cantidad positiva ya que la diferencia de
potencial aumenta a medida que la
carga va siendo almacenada pues esta
va incrementando, la proporción Q/V
es constante para un capacitor dado.
12. La capacitancia tiene la unidad del
sistema internacional coulomb por volt (v)
.la unidad de capacitancia del sistema
internacional es el farad (f), por Michael
Faraday.
La capacidad de un capacitor se mide en
faradios (f) .
C=Q/V
Q = carga (coulomb) de uno de los
conductores.
V =diferencia de potencial (volts) entre los
dos conductores o placas del capacitor.
13. Almacenar energía en un condensador.
Antes de que conectemos nuestro capacitor a una fuente de energía , sabemos
que el condensador aún no tiene almacenado ninguna carga y sabemos que no
hay ningún voltaje atreves del condensador.
El voltaje en el condensador es proporcional a la carga.
V=Q/C.
El almacenamiento de energía en un condensador, implica realizar un trabajo
para llevar la carga desde una de las placas del capacitor hasta la otra del
mismo, está venciendo las fuerzas eléctricas. A medida que se va almacenando
la carga durante cierto tiempo o el proceso de carga del capacitor, cada
sucesivo elemento de carga dQ (distancia, carga) va requiriendo mas trabajo
para llevarlo a la placa positiva, estos cambios requieren de una integral.
Note que la energía total almacenada QV/2 es exactamente la mitad de la
energía QV que es suministrada por la batería, independientemente de R.
14. Capacitores en serie.
Cuando los capacitores están conectados atreves
de una de sus terminales uno después del otro
están conectados en serie.
Estos capacitores se pueden remplazar por un
único capacitor que tendrá un valor equivalente al
de todos los capacitores que se encontraban en
serie.
Para obtener el valor del capacitor equivalente se
utiliza la siguiente formula.
1/ct=1/c1+1/c2+1/c3+1/c4….así sucesivamente
hasta llegar a contemplar todos los capacitores
que tengamos conectados en serie.
15. Capacitores en paralelo.
Esto es cuando los capacitores
están conectados por las dos de
sus terminales a una fuente de
energía.
Para encontrar un capacitor
equivalente se utiliza la siguiente
formula.
Ct=c1+c2+c3….. Y así
sucesivamente para todos los
capacitores que tengamos en
nuestro circuito.
16. Dielectricos.
Se le denomina dieléctrico a un mal conductor de electricidad,
por lo que se usa como un aislante eléctrico y además si este es
sometido a un campo eléctrico externo, puede establecerse en
él un campo eléctrico interno, a diferencia de los materiales
aislantes los cuales no se les puede establecer un campo
eléctrico interno .todos los materiales dieléctricos son aislantes
pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos.
Los dieléctricos se emplean en los condensadores para separar
físicamente sus placas y para incrementar su capacidad al
disminuir el campo eléctrico y por tanto, la diferencia de
potencial entre las mismas.
17. Constante dieléctrica.
Si entre las placas de
un capacitor introducimos
un dieléctrico, el campo eléctrico,
y por tanto la diferencia de
potencial, disminuye como
consecuencia de la polarización
en su interior.
Al factor de disminución se le
llama constante dieléctrica, y es
un número es diferente en cada
material dieléctrico.
En la tabla se muestra la
constante dieléctrica y la
resistencia dieléctrica de algunos
materiales.
18. Capacitores con dielectricos.
Los capacitores con dielectricos tienen un funcionamiento especifico
la cual es inducirle carga a una de las placas del capacitor y esta
cargar a la otra con el mismo valor de carga pero con signo
contrario.
Así guardando o cargandose este capacitor con una carga.
19. El dieléctrico tiene una función muy importante aquí ya que
impide el paso del campo eléctrico pero no en su totalidad ya que
no es un aislante total, este deja pasar un mínimo de carga
atraves de si llevando la carga de una palca a otra.
Estos dieléctricos pueden ser diferentes materiales como ya
mencionamos antes entre algunos de ellos estan.
Material. Permitividad relativa.
Vacio. 1.0
Aire. 1.0006
Teflon. 2.0
Papel recubierto con parafina. 2.5
Hule. 3.0
Aceite de transformador. 4.0
Mica. 5.0
Porcelana. 6.0
Baquelita. 7.0
Vidrio. 7.5
Agua destilada. 80.0
Titanio de bario estroncio. 7500.00
20. En conclucion.
Como ya sabemos y vimos anteriormente los capacitores están compuestos
por dos placas y al conectarlo o inducirle una carga las placas se cargan las
cuales tienen cargas iguales pero con signo contrario. Estas placas ente si
tienen un material dieléctrico el cual nos sirve para reducir el campo el
eléctrico además de que fue comprobado por Michael Faraday que este
ayudaba aumentar la carga en el capacitor a comparación con uno que no
tenía un dieléctrico y a los dos se les cargaba con la misma diferencia de
potencial.
También sabemos que existen diferentes tipos de dieléctricos los cuales
unos tienen más permetividad relativa que otros todos con diferentes
características y así también ayudando para obtener el resultado que
nosotros queremos obtener de nuestro capacitor.
En conclusión a todo esto sabemos que los capacitores son componentes
muy importantes ya que estos pueden almacenar grandes cantidades de
energía eléctrica y es capaz de liberarla en el momento que más se
requiere de ella, logrando también con esto que un circuito eléctrico
permanezca estable y sin variaciones de voltaje.
