Capacitores

PRACTICA CAPACITORES

OBJETIVO

El alumno observara y conocerá los tipos de capacitores mediante el manejo experimental de estos, al calcular la capacitancia de un sistema en cuanto a los diferentes tipos de capacitores que se conocieron previamente en el curso.

INTRODUCCIÓN

En esta práctica se pretende conocer y aplicar los fundamentos de capacitancia y capacitores, para lo cual se desarrollaron 6 diferentes circuitos de los cuales se obtuvo la capacitancia total y de esta manera se evaluó y observo el manejo de estos diferentes capacitores en un protoboard.

Un capacitor se compone de dos conductores separados por un aislante. Se vera que la capacitancia de un capacitor dado depende de su geometría y del material eléctrico que separa a los conductores.

Capacitancia – C

La capacitancia C de un condensador se define como la razón de la magnitud de la carga en cualquiera de los dos conductores y la diferencia de potencial entre ellos. Esto mediante una expresión matemática sería:

Por definición la capacitancia siempre es una cantidad positiva debido a la propiedad matemática de ³magnitud´. La capacidad de un dispositivo es la medida de su capacidad de almacenar carga y energía potencial eléctrica

Es la constante de proporcionalidad entre carga y voltaje (diferencia de potencial)

Es Independiente de la carga y del voltaje

Depende sólo de la geometría

Unidad de Capacidad:

El faradio es la unidad de capacidad según el Sistema Internacional de medidas, esta unidad es muy grande para las capacidades reales de un condensador, debido a esto se hace el uso de los submúltiplos, donde los más comunes son el microfaradio (1µF= 1*10-6F), el nano faradio (1nF=1*10-9F) y el picofaradio (1pF=1*10-12F)

Cálculo de la Capacitancia

En definiciones anteriores se mencionó que la capacitancia depende de la forma geométrica de los conductores, para demostrar esto tomaremos en cuenta tres ejemplos utilizando conductores planos paralelos, un capacitor esférico y un capacitor cilíndrico. Para estos ejemplos se considerará el vacío como dieléctrico.

Condensador electrolítico:

Se hacen formando un arrollamiento de película de aluminio, e inicialmente separadas por una capa de un material absorbente como tela o papel impregnado con una solución o gel, aunque modernamente se emplea óxido de aluminio o tántalo. El conjunto se introduce en un contenedor de aluminio, dando un aspecto de "bote".

Según la disposición de las patillas, existe la configuración axial y la radial. Los condensadores electrolíticos modernos se fabrican utilizando un electrolito dentro del propio condensador, y la acción de una tensión en bornas del condensador refuerza la capa dieléctrica de óxido, de modo que es imprescindible la correcta polarización del 3 condensador. Si aplicamos una polarización errónea, el dieléctrico se destruye y las placas entran en contacto. Además, generalmente la polarización inversa origina generación de gases por electrolisis y pueden provocar una explosión. La ventaja de este tipo de condensadores es su tamaño reducido, por lo que se consiguen capacidades muy grandes. Esto es debido a la finísima capa dieléctrica.

Condensadores de película.

Todos los condensadores de película son no polarizados, es decir, no requieren marcar una patilla como positiva o negativa, siendo indiferente su conexión en el circuito. Son los preferidos en los circuitos de audio de calidad, siempre que el tamaño lo permita, por sus pocas pérdidas y distorsión reducida. Se pueden construir enrollando el conjunto placas-dieléctrico, similar a un electrolítico, o bien apilando en capas sucesivas como un libro (stacked film-foil). Se emplean mayoritariamente como dieléctricos diferentes plásticos, como polipropileno (MKP), poliéster/mylar (MKT), poliestireno, policarbonato (MKC) o teflón. Pala las placas se utilizan mayoritariamente aluminio con un alto grado de pureza. Según el tipo de dieléctrico utilizado, para una misma capacidad y tensión de trabajo, se obtienen condensadores de distinto tamaño.

Condensadores de mica.

Es un dieléctrico de unas características intermedias entre los condensadores electrolíticos y los de película, teniendo una rigidez dieléctrica alta y otras características excelentes, como muy bajas pérdidas, pero su capacidad se limita hasta los 4700 pF aproximadamente.

Por el contrario, es muy caro, y al ser un material rígido, sólo se pueden construir condensadores en forma de láminas apiladas (stacked-film). Se utiliza en aplicaciones industriales de alta tensión, amplificadores de válvulas cuando se requiera poca capacidad y aplicaciones de precisión.

Condensadores

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