Capacitor

¿Qué es un capacitor o condensador?

Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico.
Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir
En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire.

• Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10^-6 F ), nanofaradios (nF=10^-9 F) y picofaradios (pF=10^-12 F).
• Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede aguantar un condensador, que depende del tipo y grososr del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado al elegir un condensador, de forma que nunca trabaje a una tensión superior a la máxima.
• Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo.
• Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1 µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden explotar en caso de ser ésta la incorrecta.

La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en 

• Micro- µF = 10^-6
• Nano- nF = 10^-9 
• Pico- pF = 10^-12 

Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.

El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:

en donde:

C: Capacitancia

Q₁: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.

V₁ − V₂: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.

Símbolo:

El símbolo del capacitor.

La capacidad depende de las características físicas del 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

¿Para qué funciona un Capacitor?

En este video puedes ver una de las aplicaciones mas fáciles y útiles que se le dan al condensador/capacitor:

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Dialectrico 

Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente, y su función es aumentar la capacitancia del capacitor.

Los diferentes materiales que se utilizan como dieléctricos tiene diferentes grados de permitividad (diferente capacidad para el establecimiento de un campo eléctrico )

Algunos ejemplos de este tipo de materiales tomados como dieléctricos son el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita.

      Aplicaciones

Los dieléctricos se utilizan en la fabricación de condensadores, para que las cargas reaccionen. Cada material dieléctrico posee una constante dieléctrica k. 

Tenemos k para los siguiente dieléctricos: 

• Vacío tiene k = 1
• Aire (seco) tiene k = 1,00059
• Teflón tiene k = 2,1
• Nylon tiene k = 3,4
• Papel tiene k = 3,7
• Agua tiene k = 80.

Los diferentes materiales que se utilizan como dieléctricos tienen diferentes grados de permisividad.

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Permitividad

¿Qué es la Permitividad?

Es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio.

En otras palabras:

La permisivisidad  o impropiamente constante eléctrica es la diferente capacidad para el establecimiento de un campo eléctrico.

Esta esta determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la aplicacion de un campo eléctrico y de esa forma anular parcialmente el campo interno del material. Esta directamente relacionada con la susceptibilidad eléctrica.

Por ejemplo en un capacitor de alta permirividad hace que la misma cantidad de carga eléctrica se almacene con un campo eléctrico menor y, por ende, a un potencial menor, llevando a una mayor capacitancia del mismo.

La unidad de medida en el Sistema Internacional es el faradio por metro(F/m)  

La permitividad se determina por la habilidad de un material de polarizarse en reaccion a la aplicación de un campo electrico y de esa manera, cancelar parcialmente el campo dentro del material.

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Farad

Se denomina faradio o farad (símbolo F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del Sistema internacional de unidades Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio (1 V) cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un culombio (1 C). 

En electrotecnia mide más específicamente la capacidad de un condensador o un sistema de conductores, es decir, la carga que puede almacenar cuando se le aplica una tensión.

Condensador Variable

Un condensador variable es un condensador cuya capacidad puede ser modificada intencionalmente de forma mecánica o electrónica. Son condensadores provistos de un mecanismo tal que, o bien tienen una capacidad ajustable entre diversos valores a elegir, o bien tienen una capacidad variable dentro de grandes límites. Los primeros se llaman trimmers y los segundos condensadores de sincronización, y son muy utilizados en receptores de radio, TV, etcétera, para igualar la impedancia en los sintonizadores de las antenas y fijar la frecuencia de resonancia para sintonizar la radio.

Tipos de condensadores Variables mecánicamente:

• Seccion múltiples.
• Mariposa
• Estator Fraccionado
• Diferencial.

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