En esta entrada aprenderás un poco sobre la historia, funcionamiento, uso y empleo en circuitos en los que es necesaria la presencia del capacitor como tal.
Si apenas vas comenzando en el mundo de la electrónica, mecatronica, automatización, entre otras áreas quizá no hayas escuchado el término de «Capacitor» como tal, por ello te explicaremos brevemente que es y te adentraremos un poco en su historia y descubrimiento.
El capacitor es un dispositivo eléctrico que permite almacenar energía en forma de campo eléctrico. Es decir, es un dispositivo que almacena cargas en reposo o estáticas. A diferencia de una batería común, el capacitor solo almacena la energía y puede actuar de filtro en un circuito electrónico, en cambio. La batería no solo almacena la energía sino que también la genera. Este es un aspecto en el cual muchos jóvenes se confunden. No obstante, indaguemos un poco y veamos como inicio la creación de este componente electrónico que tanto usamos en la actualidad y cuáles fueron sus creadores.
Un ejemplo de capacitor natural son los relámpagos; donde una de las placas es la nube y la otra placa es la tierra, mientras que el rayo es la carga liberada entre las dos placas. Hay que aclarar que en un capacitor tan grande la cantidad de carga retenida es imensa.
Algunas de las aplicaciones prácticas más comunes de los capacitores incluyen:
- Dispositivos que requieren capacitores para almacenar una carga la cual debe ser liberada rápidamente; como por ejemplo el flash de la cámara fotográfica, grandes láseres que requieren hacer brillantes e instantáneos.
- Los capacitores pueden eliminar ondas o rizos en la frecuencia de la corriente eléctrica. Si en un circuito con corriente de voltaje continuo DC hay rizos u ondas un capacitor grande puede absorber los picos y llenar los valles, nivelando el voltaje.
En circuitos en los que el voltaje de la corriente eléctrica fluctúa mucho; mediante el uso de un capacitor intermedio se puede nivelar bastante el mismo; ya que cuando el voltaje aumenta la energía sobrante es almacenada por el capacitor y cuando baja la energía acumulada es liberada. Como dato interesante es bueno saber que si a ese circuito se le agrega una resistencia junto al capacitor, la fluctuación en el voltaje casi desaparece por completo.
Otra gran propiedad que tienen los capacitores es la de generar demoras o retrasos en los circuitos eléctricos. En electrónica muchas veces es necesario realizar tareas que ocurren con frecuencias determinadas en períodos constantes o entre determinados intervalos de tiempo; esto se logra poniendo demoras en el flujo de la corriente eléctrica.
Así, con distintos tipos de capacitores se puede regular o controlar la frecuencia de la corriente eléctrica en circuitos, y por otro lado crear demoras que hacen que las tareas ocurran con cierto ritmo. Por eso mismo, los capacitores son de tanta importancia en el desarrollo de dispositivos electrónicos.
Tipos de dieléctrico utilizados en condensadores
- Condensadores electrolíticos axiales.
- Condensadores electrolíticos de tántalo.
- Condensadores cerámicos, «SMD (montaje superficial)» y de «disco».
- Condensador variable de una vieja radio AM.
- Condensadores modernos.
- Condensadores de aire. Se trata de condensadores, normalmente de placas paralelas, con dieléctrico de airey encapsulados en vidrio. Como la permitividad eléctrica relativa es la unidad, sólo permite valores de capacidad muy pequeños. Se utilizó en radio y radar, pues carecen de pérdidas y polarización en el dieléctrico, funcionando bien a frecuencias elevadas.
- Condensadores de mica. La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada para dieléctrico de condensadores: bajas pérdidas, exfoliación en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidación o con la humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos.
- Condensadores de papel. El dieléctrico es papel parafinado, baquelizadoo sometido a algún otro tratamiento que reduce su higroscopia y aumenta el aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se enrollan en espiral. Las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos terminales. Se utilizan dos cintas de papel para evitar los poros que pueden presentar.
- Condensadores autorregenerables. Los condensadores de papel tienen aplicaciones en ambientes industriales. Los condensadores autorregenerables son condensadores de papel, pero la armadura se realiza depositando aluminio sobre el papel. Ante una situación de sobrecarga que supere la rigidez dieléctrica del dieléctrico, el papel se rompe en algún punto, produciéndose un cortocircuito entre las armaduras, pero este corto provoca una alta densidad de corriente por las armaduras en la zona de la rotura. Esta corriente funde la fina capa de aluminio que rodea al cortocircuito, restableciendo el aislamiento entre las armaduras.
- Condensadores electrolíticos. Es un tipo de condensador que utiliza un electrolito, como su primera armadura, la cual actúa como cátodo. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante (la cual es en general una capa muy fina de óxido de aluminio) sobre la segunda armadura o cuba (ánodo), consiguiendo así capacidades muy elevadas. Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un cortocircuito entre el electrolito y la cuba, aumentando la temperatura, y por tanto, arde o estalla el condensador consecuentemente. Existen varios tipos, según su segunda armadura y electrolito empleados:
- Condensadores de aluminio. Es el tipo normal. La cuba es de aluminio y el electrolito una disolución de ácido bórico. Funciona bien a bajas frecuencias, pero presenta pérdidas grandes a frecuencias medias y altas. Se emplea en fuentes de alimentación y equipos de audio. Muy utilizado en fuentes de alimentación conmutadas.
- Condensadores de tántalo(tántalos). Es otro condensador electrolítico, pero emplea tántalo en lugar de aluminio. Consigue corrientes de pérdidas bajas, mucho menores que en los condensadores de aluminio. Suelen tener mejor relación capacidad/volumen.
- Condensadores bipolares (para corriente alterna). Están formados por dos condensadores electrolíticos en serie inversa, utilizados en caso de que la corriente pueda invertirse. Son inservibles para altas frecuencias.
- Condensadores de poliéstero Mylar. Está formado por láminas delgadas de poliéster sobre las que se deposita aluminio, que forma las armaduras. Se apilan estas láminas y se conectan por los extremos. Del mismo modo, también se encuentran condensadores de policarbonato y polipropileno.
- Condensadores de poliestirenotambién conocidos comúnmente como Styroflex (marca registrada de Siemens). Otro tipo de condensadores de plástico, muy utilizado en radio, por disponer de coeficiente de temperatura inverso a las bobinas de sintonía, logrando de este modo estabilidad en los circuitos resonantes.
- Condensadores cerámicos. Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen diferentes tipos formados por una sola lámina de dieléctrico, pero también los hay formados por láminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas.
- Condensadores síncronos. Es un motor síncronoque se comporta como un condensador.
- Dieléctrico variable. Este tipo de condensador tiene una armadura móvil que gira en torno a un eje, permitiendo que se introduzca más o menos dentro de la otra. El perfil de la armadura suele ser tal que la variación de capacidad es proporcional al logaritmo del ángulo que gira el eje.
- Condensadores de ajuste. Son tipos especiales de condensadores variables. Las armaduras son semicirculares, pudiendo girar una de ellas en torno al centro, variando así la capacidad. Otro tipo se basa en acercar las armaduras, mediante un tornillo que las aprieta.
| CAPACITORES PARA ARRANQUE DE MOTORES ( valores recomendados ) | |
| POTENCIA EN H.P. | CAPACIDAD APROXIMADA |
| 1 / 8 H.P. | 60 / 70 mf – 70 / 80 mf |
| 1 / 6 H.P. | 80 / 100 mf – 100 / 120 mf |
| 1 / 4 H.P. | 120 / 140 mf – 140 / 170 mf |
| 1 / 3 H.P. | 170 / 200 mf – 200 / 230 mf |
| 1 / 2 H.P. | 230 / 260 mf |
| 3 / 4 H.P. | 260 / 300 mf |
| 1 H.P. | 300 / 350 mf |
| 1,5 H.P. | 350 / 400 mf – 380 / 420 mf |
| 2 H.P. | 400 / 460 mf |
| 2,5 H.P. | 460 / 530 mf |
| CAPACIDAD (uf) | APLICACIÓN | POTENCIA (HP) |
| 1,5 | Ventiladores de techo | 1/40 |
| 2,5 | Ventiladores de techo | 1/33 1/125 1/20 |
| 3 | Ventiladores de techo | 1/12 1/15 1/25 |
| 4 | Ventiladores de techo | 1/6 1/10 |
| 5 | Motores en general | 1/8 |
| 6 | Motores en general | 1/4 a 1/8 |
| 10 | Motores en general | 1/3 a 1/2 |
| 12,5 | Motores en general | 1/4 a 1/2 |
| 16 a 18 | Motores en general | 3/4 |
| 20 | Motores en general | 3/4 a 1 |
| 22 a 30 | Motores en general | 1 a 1 1/2 |
| 4 a 6 | Forzadores de refrigeración | 1/4 |
| 8 | Forzadores de refrigeración | 1/3 |
| 12 a 16 | Motocompresores | 1/2 |
| 8 | Motocompresores | 3/4 |
| 22 a 27 | Motocompresores | 1 |
| 32 a 35 | Motocompresores | 1 1/2 |
| 40 a 45 | Motocompresores | 2 |
