El condensador - capacitor
Un condensador o capacitor es un dispositivo electrónico que está formado por dos placas metálicas separadas por un aislante llamado dieléctrico. Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente.
El capacitor es un dispositivo que almacena energía en la forma de un campo eléctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con corriente directa) y se llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas eléctricas que es capaz de almacenar.
La capacidad depende de las
características físicas de condensador:
- Si el área de las placas que están frente a frente es grande la capacidad
aumenta
- Si la separación entre placas aumenta, disminuye la capacidad
- El tipo de material dieléctrico que se aplica entre las placas también afecta la
capacidad
- Si se aumenta la tensión aplicada, se aumenta la carga almacenada
La función del dieléctrico es aumentar la capacidad del condensador.
Los diferentes materiales que se utilizan
como dieléctricos tiene diferentes grados de permitividad. (diferente capacidad para el
establecimiento de un campo eléctrico
Material |
Permitividad relativa (Er) |
Vacío |
1 |
Aire |
1,0059 |
Polietileno |
2,5 |
Porcelana |
5...6 |
Mica |
7 |
Pentóxido Tántalo |
26 |
Cerámica |
10 a 50000 |
Mientras mayor sea la permitividad mayor es la capacidad del condensador
La capacitancia de un condensador está dada por la fórmula: C = Er x A / d
donde
- C = capacidad
- Er = permitividad
- A = área entre placas
- d = separación entre las placas
La unidad de medida es el faradio. Hay submúltiplos como el miliFaradio (mF), microFaradio (uF), el nanoFaradio (nF) y el picoFaradio (pF)
Las principales características eléctricas de un condensador son su capacidad o capacitancia y su máxima tensión entre placas (máxima tensión que es capaz de aguantar sin dañarse). Nunca conectar un capacitor a un voltaje superior al que puede aguantar pues puede explotar
Algunos capacitores son polarizados (ver signo + o signo - en el cuerpo del elemento) y hay que conectarlos con cautela. Nunca conectarlo al revés pues puede dañarse y explotar
Hay dos tipos de condensadores. Fijos y variables. ver clasificación de los capacitores
Símbolo condensador
no polarizado
Símbolo condensador
electrolítico (polarizado)
Código de los capacitores / condensadores
Aunque parece difícil, determinar el valor de un capacitor o condensador se realiza sin problemas.
Código de colores
Al igual que en las resistencias este código permite de manera fácil establecer su valor
Color | 1ra y 2da banda |
3era banda |
Tolerancia | Tensión | |
1era y 2da cifra significativa |
Factor multiplicador | para C > 10 pF |
para C < 10 pF |
||
Negro | X 1 | + / - 20% | + / - 1 pF | ||
Marrón | 1 | X 10 | + / - 1% | + / - 0.1 pF | 100 V |
Rojo | 2 | X 100 | + / - 2% | + / - 0.25 pF | 250 V |
Naranja | 3 | X 103 | |||
Amarillo | 4 | X 104 | 400 V | ||
Verde | 5 | X 105 | + / - 5% | + / - 0.5 pF | |
Azul | 6 | X 106 | 630 V | ||
Violeta | 7 | ||||
Gris | 8 | ||||
Blanco | 9 | + / - 10% |
El código 101:
Muy utilizado en condensadores cerámicos. Muchos de ellos que tienen su valor impreso, como los de valores de 1 uF o más
Donde: uF = microfaradio
Ejemplo: 47 uF, 100 uF, 22 uF, etc.
Para capacitores de menos de 1 uF, la unidad de medida es ahora el pF (picoFaradio) y se expresa con una cifra de 3 números. Los dos primeros números expresan su significado por si mismos, pero el tercero expresa el valor multiplicador de los dos primeros
Ejemplo:
Un
condensador que tenga impreso 103 significa que su valor es 10 + 1000 pF = 10, 000
pF. Ver que 1000 son 3 ceros (el tercer número impreso).
En otras palabras 10 más 3 ceros = 10 000 pF
El significado del tercer número se muestra en la siguiente tabla.
Tercer número | Factor de multiplicación |
0 | 1 |
1 | 10 |
2 | 100 |
3 | 1000 |
4 | 10000 |
5 | 100000 |
6 | |
7 | |
8 | 0.01 |
9 | 0.1 |
Después del tercer número aparece muchas veces una letra que indica la tolerancia expresada en porcentaje (algo parecido a la tolerancia en las resistencias)
La siguiente tabla nos muestra las distintas letras y su significado (porcentaje)
Letra | Tolerancia |
D | +/- 0.5 pF |
F | +/- 1% |
G | +/- 2% |
H | +/- 3% |
J | +/- 5% |
K | +/- 10% |
M | +/- 20% |
P | +100% ,-0% |
Z | +80%, -20% |
Ejemplo: Un capacitor tiene impreso lo siguiente:
104H
104 significa 10 + 4 ceros = 10,000 pF
H = +/- 3% de tolerancia.
474J
474 significa 47 + 4 ceros = 470,000 pF,
J = +/- 5% de tolerancia.
470.000pF = 470nF = 0.47µF
Algunos capacitores tiene impreso directamente sobre ellos
el valor de 0.1 o 0.01, lo que sindica 0.1 uF o 0.01 uF
Condensadores / Capacitores fijos:
Estos se diferencian entre si por el tipo de dieléctrico que utilizan. materiales comunes son: la mica, plástico y cerámica y para los capacitores electrolíticos, óxido de aluminio y de tantalio.
Hay de diseño tubular, y de varias placas y dieléctrico intercalados. El diseño de múltiples placas es un diseño para aumentar el área efectiva de la placa. Entre placa y placa se coloca el aislante y cada placa de por medio se conecta.
Capacitor tubular
Condensadores de cerámica
- Algunos tipos de cerámica permiten
una alta permitividad y se alcanza altos valores de capacitancia en tamaños pequeños,
pero tienen el inconveniente que son muy sensibles a la temperatura y a las variaciones de
voltaje.
- Hay otros tipos de cerámica que tienen un valor de permitividad menor, pero que
su sensibilidad a la temperatura, voltaje y el tiempo es despreciable. Estos capacitores
tienen un tamaño mayores que los otros de cerámica
Condensadores de lámina de plástico
- Láminas de plástico y láminas
metálicas intercaladas: Estos tipos de capacitores son generalmente más grandes que los
de lámina metalizada, pero tienen una capacitancia más estable y mejor aislamiento.
- Lámina metalizada: Tiene la lámina metálica depositada directamente en la
lámina de plástico. Estos capacitores tienen la cualidad de protegerse a si mismos
contra sobre voltajes. Cuando esto ocurre aparece un arco de corriente que evapora el
metal eliminando el defecto.
Condensadores de mica: Son capacitores de bajo costo, baja corriente de fuga (corriente que pierden los condensadores y que hacen que este pierda su carga con el tiempo) y alta estabilidad. Su rango de valores de va de los pF a 0.1 uF.
Condensadores electrolíticos: Estos capacitores pueden tener capacitancias muy altas a un precio razonablemente bajo. Tienen el inconveniente de que tienen alta corriente de fuga y un voltaje de ruptura bajo. Son polarizados y hay que tener cuidado a hora de conectarlos pues pueden estallar si se conectan con la polaridad invertida. Se utilizan principalmente en fuentes de alimentación.
Condensadores de tantalio: Son polarizados por lo que hay que tener cuidado a la hora de conectarlo.
Condensadores / capacitores variables
- Hay un tipo 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
- Otro tipo es el "trimmer" que se utiliza para ajustes finos, en rangos
de capacitancias muy pequeños. Normalmente éstos, después de haberse hecho el ajuste,
no se vuelven a tocar.