CONDENSADORES O CAPACITORES

UNIDAD II

CONDENSADORES O CAPACITORES

Básicamente un condensador consta de dos conductores (dos placas) que poseen cargas iguales pero con signo contrario. Los condensadores dependerán de su geometría, del material que separa a los conductores (dieléctrico).Un dieléctrico es un material aislante que tiene propiedades eléctricas las cuales se  pondrán comprender mejor considerando las propiedades de los átomos.

Por los tanto dos conductores separados por un aislador o dieléctrico se dice que forman un capacitor. En donde el campo eléctrico en la región comprendida entre los conductores es uniforme y proporcional a la magnitud de la carga.

La capacitancia  de un capacitor se define como la relación de la magnitud de la carga (q) de cualquiera de los conductores (placas) a la diferencia de potencial

                                                        C=capacitancia (faradios)                                                                        q=carga (coulomb)

                                                        V=voltaje (volts)

C=q/v

El faradio es una unidad muy grande de la capacitancia en la practica los dispositivos típicos tienen capacitancias que van desde los microfaradios hasta los macrofaradios.

Los capacitares tienen muchas aplicaciones en los círculos eléctricos, se utilizan para sintonizar las estaciones de radio, para suavizar o filtrar la corriente electrificada subministrada por una fuente de energía, para eliminar las chispas que se producen cuando abrimos repentinamente un circuito inductivo (que tiene un motor) también en el sistema de encendido de los motores de automóvil tienen un capacitor para eliminar el chisporroteo al abrir o cerrar los platinos. También la eficiencia de las líneas de transmisión o distribución de energía de corriente alterna puede mejorarse utilizando grandes capacitores (bancos de capacitores).

Los capacitores de alto voltaje por lo común constan de varias placas metálicas entre lazadas inmersas en aceite de silicón. Mientras que los capacitores  pequeños en muchas ocasiones se construyen de materiales cerámicos, mientras que los capacitores variables están fabricados de 2 conjuntos de placas metálicas entrelazadas una fija y otra móvil y con aire como dieléctrico.

Su capacidad anda alrededor de los 10 a los 500 pico faradios. Los capacitores electrolíticos se utilizan con frecuencia para almacenar grandes cantidades de cargas y para voltajes relativamente bajos y son de capacidades grandes estos capacitores tienen marcado su polaridad.

Los capacitores se  pueden construir de muchas maneras, los mas comunes son los de materiales cerámicos (son capacitores de valor pequeño) mientras que los capacitores electrolíticos se utilizan con frecuencia para almacenar grandes cantidades de carga los cuales son de capacidades grandes pero para voltajes relativamente bajos.

C = q / v

C = capacitancia = faradios

q = carga = coulomb

v = voltaje = volts

mf = mili faradios = 1 x 10-3 faradios

μf = micro faradios = 1 x 10-6 faradios

nf = nano faradios = 1 x 10-9 faradios

pf = pico faradios = 1 x 10-12 faradios

CAPACITORES DE PLACAS PARALELAS

Es el capacitor mas frecuente el cual consta de dos placas conductoras paralelas que tienen la misma carga pero con signo contrario separadas por una distancia pequeña en la cual se aloja el dieléctrico. Las dimensiones de las placas van a hacer grandes comparadas con la distancia que las separa. Todo el campo eléctrico esta situado en la región comprendida entre las placas creando un campo eléctrico uniforme y constante

                                C = K Eo A / d

C = capacitancia del condensador = faradios

K = constante dieléctrico (material)

Eo = permitividad en el vació = 8.85 x 10-12C²/Nm²

A = área de las placas = m²

d = distancia entre las platicas = m

La carga neta de un capacitor siempre es cero, además el máximo voltaje que se le puede aplicar a un capacitor sin producir una descarga dependerá de la rigidez o de la intensidad del campo eléctrico o del dieléctrico.

Un dieléctrico brinda las siguientes ventajas.-

-aumenta la capacidad de un capacitor, aumenta el voltaje de operación máximo de un capacitor y puede proporcionar soporte mecánico entre las placas conductoras.

NOTA.- una partícula de polvo contiene 1 x 1017 electrones

El capacitor de mica presenta excelentes características frente a variaciones de temperatura y aplicaciones de alto voltaje su rigidez dieléctrica es de 5000volts/mm y además su resistencia de flujo es muy pequeña cerca de los 1000 mega Homs. Los capacitores de mica por lo general se encuentran en intervalos  entre unos cuantos pico faradios hasta .2 micro faradios un voltaje de 100 volts o mas.

Los capacitores de cerámica se pueden usar tanto en redes de corriente directa como de corriente alterna. Pueden encontrarse con valores que van de unas cuantos pico faradios hasta 2 micro faradios, con voltajes de trabajo muy altos como 5000 volts o mas.

En la actualidad se a incrementado el interés a los capacitores monolíticos de circuitos integrados debido a su aplicación en circuitos híbridos (rede que utilizan componentes tanto indiscretas como integrados). También existe una mayor interés en el uso de circuitos de micro bandas (en línea de bandas). Pro ejemplo dichos circuitos  utilizan las letras L y H indicando el nivel de capacitancia por ejemplo si se encuentra en tinta negra la letra H representaría 16 unidades de capacitancia en micro faradios o sea 16 pico faradios. Si se utiliza tinta azul será un multiplicador de 100 dando como resultado 1600 pico faradios.

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