Condensadores: Tipos, Función, Características, Aplicaciones y Circuitos

Si has investigado sobre electrónica, es posible que hayas visto condensadores. Estos son dispositivos electrónicos clave para muchas aplicaciones actuales. Sin embargo, ¿sabes qué es un condensador y cómo funciona?

¿Qué es un condensador?

A condensador Es un dispositivo eléctrico que almacena energía en forma de carga eléctrica. Los condensadores se fabrican con dos conductores separados por una distancia. Este espacio puede llenarse con un material aislante o vacío.
Gracias a su capacidad para almacenar energía, los condensadores tienen numerosas aplicaciones en la electrónica moderna. Se encuentran en casi todos los dispositivos electrónicos, donde cumplen funciones mucho más allá del almacenamiento de energía. También se pueden utilizar para acondicionamiento, filtrado y sintonización de potencia, entre otras.

¿Cómo funcionan los condensadores?

Condensadores Almacenan energía eléctrica mediante la acumulación de carga entre dos placas conductoras separadas por un dieléctrico, creando así un campo eléctrico. ¿Cómo sucede esto?

Durante la fase de carga, se conecta una fuente de voltaje, como una batería, al condensador. En este caso, los electrones fluyen desde el terminal negativo hacia una de las placas del condensador y se acumulan allí, dejándola con carga negativa. La otra placa del condensador también pierde electrones hacia el lado negativo, lo que significa que ahora tiene carga positiva.

El acto de acumular cargas en las placas del condensador crea un campo eléctrico, que es vital para almacenar energía eléctrica.

La descarga ocurre cuando se desconecta la fuente de voltaje y el condensador se conecta a una carga, como una bombilla. En este caso, las cargas almacenadas fluyen a través de la carga, creando una corriente hasta que el condensador se descarga por completo.

Tipos de condensadores

Los condensadores suelen clasificarse según su estructura. Existen tres tipos principales: condensadores fijos, condensadores variables y condensadores trimmer.

Los condensadores fijos tienen una capacitancia fija, a diferencia de los condensadores variables, cuya capacitancia puede variarse. A continuación, analizaremos en detalle los diferentes tipos de condensadores.

Condensadores fijos

• Condensadores cerámicos

Este es el condensador más común del mercado. Está fabricado con material dieléctrico y es un dispositivo apolar. Puede funcionar en cualquier dirección, lo que lo hace adecuado para numerosos circuitos.

Estos condensadores se clasifican en tres clases. Los condensadores cerámicos de clase 1 ofrecen la mejor estabilidad, mientras que los de clase 2 son los más adecuados para la eficiencia volumétrica, pero carecen de precisión y estabilidad. Los de clase 3 ofrecen alta eficiencia volumétrica, pero un bajo factor de disipación y precisión. Se utilizan a menudo para aplicaciones de desacoplamiento.

• Condensadores de película

En este caso, estos condensadores incorporan un dieléctrico de película. El uso de dicho dieléctrico proporciona un condensador de alta durabilidad. Incluso con una buena durabilidad, siguen siendo económicos.

La aplicación del condensador determina su construcción. Si se utiliza con alta tensión, se espera que tenga películas más delgadas. Dependiendo de su construcción, los condensadores de película pueden manejar desde 50 V hasta 2 kV.

• Condensadores de película de potencia

Este tiene la misma construcción que el dieléctrico de película. La única diferencia es que en este caso se utiliza película de polipropileno para que sea adecuado para aplicaciones especializadas.

• Condensadores electrolíticos

Este tipo de condensador viene con un ánodo metálico que se ha oxidado con un dieléctrico específico. Por ejemplo, se puede conseguir uno de aluminio. condensador electrolítico, Lo que significa que tiene un dieléctrico de óxido de aluminio. Por lo tanto, el tipo de condensador electrolítico depende del dieléctrico.

Estos condensadores también están polarizados. Así es como se obtienen un cátodo y un ánodo.

• Condensadores de papel

El dieléctrico de estos condensadores es papel. La cantidad de carga que pueden almacenar es fija, a diferencia de otros condensadores cuyos valores varían. Gracias a su diseño, son ideales para sistemas de filtrado y acoplamiento de ruido. Es común encontrarlos en sistemas de audio para automóviles.

Condensadores variables

Condensadores de sintonización Son ejemplos de condensadores variables. Son comunes en circuitos de radio y se utilizan para sintonizar la frecuencia simplemente ajustando la capacitancia.

Los condensadores de ajuste también vienen con capacitancia ajustable, vital para ajustar los circuitos.

Características de los condensadores

Ya sea que elijas un Condensador de HVAC o un condensador de CA, Las características suelen ser las mismas. A continuación, se presentan algunas características destacadas de los condensadores que conviene conocer.

Capacitancia (C)

La capacitancia es la capacidad de un condensador para almacenar energía eléctrica. Se mide en faradios (F), siendo las unidades más utilizadas el nanofaradio, el picofaradio y el microfaradio.

Las dimensiones del capacitor y los materiales dieléctricos afectan la capacitancia general de un capacitor.

Voltaje de trabajo (WV)

Esta es la tensión máxima que se puede aplicar a un condensador sin romperlo ni dañarlo. Es fundamental conocer la tensión de trabajo, ya que garantiza un funcionamiento fiable y previene posibles fallos del condensador.

Tolerancia

La tolerancia de un condensador es la variación admisible del valor de capacitancia con respecto a su valor nominal. Los condensadores suelen tener una tolerancia de ±5%, ±10% o ±20%. Esto se indicará claramente para que sepa con qué está trabajando.

Corriente de fuga

No existe un material dieléctrico perfecto. Esto significa que, a veces, puede circular una pequeña cantidad de corriente a través del condensador cuando aún se aplica tensión. Esto se denomina corriente de fuga.

Esta corriente está influenciada en gran medida por el material dieléctrico, el voltaje y la temperatura de funcionamiento del capacitor.

Polarización

Esto simplemente significa comprar condensadores con una polaridad específica, como terminales positivo y negativo. Debido a su polaridad, deben estar conectados correctamente al circuito para que este funcione correctamente.

Si conecta el capacitor incorrectamente, podría dañarlo.

Aplicaciones de los condensadores

Los condensadores tienen numerosas aplicaciones, la más destacada es el almacenamiento de energía. Se encuentran en fuentes de alimentación. Su función es suavizar la salida de CC pulsante de los rectificadores, lo que resulta en una fuente de alimentación más estable.

Los flashes de las cámaras también utilizan condensadores, que proporcionan una rápida ráfaga de energía para las unidades de flash.

La energía de respaldo también podría usar condensadores para mantener la energía en caso de un corte de energía o al cambiar la batería. Esto ayuda a prevenir la pérdida de datos.

El filtrado es otro gran uso de los condensadores. Por ejemplo, un condensador de audio para automóvil Puede eliminar frecuencias no deseadas de las señales. Esto incluye la eliminación de ruido en equipos de audio.

El proceso de separación de señales CA/CC también utiliza condensadores para bloquear las señales CC y permitir que pasen las señales CA.

Pros y contras de los condensadores

Los condensadores también tienen ventajas y desventajas. Todo depende de cómo se usen. Esto es lo que puedes esperar.

Ventajas

• Ofrecen carga y descarga rápida.
• Impresionante vida útil con un mantenimiento mínimo.
• Presentan una baja pérdida de energía en comparación con otros medios de almacenamiento de energía.
• Los condensadores son muy versátiles, ya que vienen en varios tamaños y tipos.
• Son bastante rentables. Todo depende del material dieléctrico.
• Puede ser adecuado para aplicaciones de alta frecuencia.
• Los condensadores son altamente estables y están hechos para mantener la capacitancia a lo largo del tiempo.

Contras

• Los condensadores tienen una capacidad limitada de almacenamiento de energía.
• La energía puede agotarse incluso cuando no se utiliza.
• Espere variaciones en el voltaje de almacenamiento en los capacitores
• Algunos materiales, como el dieléctrico de poliéster, tienen una mayor absorción que afecta a los circuitos de precisión.

Cómo se comportan los condensadores en los circuitos

Al igual que otros dispositivos electrónicos, los condensadores tienen características diferentes según la conexión del circuito. A continuación, se detalla lo que se puede esperar de los distintos circuitos.

• Paralelo

En este caso, la capacitancia del circuito será la suma de las capacitancias individuales. Por ejemplo:

Al estar todos los condensadores en paralelo, significa que comparten el mismo voltaje en sus placas.

• Serie

La capacitancia de los capacitores en serie se calculará utilizando la fórmula recíproca para obtener la capacitancia total del circuito. La fórmula es

En una conexión en serie, cada capacitor en el circuito tendrá una cantidad de voltaje diferente, dependiendo de su posición en el circuito.

Problemas comunes con los condensadores

Los condensadores también pueden presentar problemas, aunque parezcan funcionar siempre de maravilla. Algunos de ellos incluyen:

• El calor excesivo puede provocar sobrecalentamiento, lo que puede dañar el material dieléctrico y provocar cortocircuitos o fugas.
• No se recomienda la sobretensión. Aplicar una tensión superior a la nominal del condensador puede dañarlo.
• Es posible una ruptura dieléctrica. Por ejemplo, un voltaje excesivo puede provocar una ruptura dieléctrica. Esto significa que la corriente puede fluir fácilmente cuando no debería.
• En los condensadores electrolíticos, puede producirse una fuga de electrolito. Esto ocurre cuando el electrolito se desgasta o se seca con el tiempo. Esto es posible con el tiempo o la exposición a calor excesivo.
• También pueden producirse daños físicos. Pueden deberse a estrés físico, como golpes, vibraciones o manipulación inadecuada. Estos daños también pueden provocar cortocircuitos o aberturas internas.

Cómo elegir el condensador adecuado

Eligiendo un condensador de arranque de CA o cualquier otro tipo depende de sus necesidades y aplicación. A continuación, explicamos con más detalle cómo seleccionar el adecuado. condensador cerámico multicapa y otros tipos.

1. Capacidad

Antes de comprar un Condensador ASUS P4PEObserve su capacitancia. Depende de la aplicación. Algunas aplicaciones requieren mayor capacitancia, mientras que otras no. Por ejemplo, las aplicaciones de alta frecuencia requieren valores de capacitancia bajos, mientras que ocurre lo contrario para las aplicaciones de energía y filtrado.

2. Clasificación de voltaje

Elija un condensador que se ajuste a la tensión nominal de su aplicación. Elegir uno con una tensión nominal mayor es aún mejor. La tasa de fallos será mayor si utiliza un condensador con una tensión nominal inferior a la necesaria.

3. Tipo dieléctrico

El material dieléctrico afecta la respuesta de frecuencia del capacitor, el tamaño físico y la estabilidad de la temperatura. condensadores cerámicos Son un ejemplo. Su dieléctrico los hace adecuados para aplicaciones de alta temperatura y frecuencia. Los condensadores electrolíticos son adecuados para aplicaciones de baja frecuencia y alta capacitancia.

4. Tolerancia

La tolerancia se refiere a la variación entre la capacitancia real y el valor nominal. Al manipular circuitos sensibles, la tolerancia debe ser muy baja para trabajar con un valor cercano al nominal.

5. Tamaño y paquete

El tamaño del condensador debe ajustarse al espacio disponible para su instalación. Existen condensadores de diferentes tamaños en el mercado. Considere las limitaciones de su diseño y elija un condensador que se adapte a su proyecto.

6. Rango de temperatura

Los condensadores están diseñados para funcionar dentro de ciertos rangos de temperatura. Por lo tanto, elija un condensador que pueda soportar las temperaturas extremas de una aplicación. El fabricante indicará esta clasificación para ayudarle a elegir mejor.

Cómo probar un condensador

Hay muchas maneras de probar un condensador. Sin embargo, consideraremos... Cómo comprobar un condensador con un multímetroEsto se debe a que los multímetros están fácilmente disponibles y deberían ser fáciles de usar.

Siga estos pasos para probar el capacitor.

• Descargue el condensador

Asegúrese de que el condensador esté descargado antes de probarlo. Esto evita descargas eléctricas o daños al multímetro. Conectar una resistencia a través del condensador o usar una herramienta de descarga de condensadores será suficiente.

• Configurar el multímetro

Asegúrese de que el multímetro esté en modo de capacitancia para poder probar el capacitor. Busque símbolos como F o Farad para indicar la capacitancia.

• Conectar el multímetro

Conecte la sonda roja al terminal positivo y la sonda negra al negativo. Esto es para condensadores polarizados. Si no están polarizados, las sondas se pueden conectar de cualquier manera y seguirán funcionando.

• Leer la capacitancia

Lea el valor que muestra el multímetro. Este es el valor de capacitancia en faradios o microfaradios, según la escala del multímetro. Ahora, compare este valor con el valor nominal del capacitor. Si difiere significativamente, el capacitor podría estar defectuoso.

Conclusión

Los condensadores siguen siendo esenciales para muchos circuitos. Es difícil pasarlos por alto en diversos dispositivos electrónicos. Su importancia reside en garantizar el correcto funcionamiento de los componentes electrónicos. Al diseñar un circuito, es recomendable elegir los condensadores en función de su usabilidad y rendimiento para comprender su funcionalidad. Si el funcionamiento no es el esperado, siempre se debe diagnosticar el condensador para comprobar si esto mejora la funcionalidad del circuito.