Capacitores

Capacitores

Un capacitor está compuesto de dos terminales cuyo propósito primario es introducir capacitancia a un circuito eléctrico. La capacitancia se define como la razón de carga almacenada a la diferencia de voltaje entre dos placas o alambres conductores.

C=Q/V

Q = carga almacenada

V = diferencia de potencial entre bornes

Un capacitor es un elemento de dos terminales que consta de dos placas conductoras separadas por un material no conductor. La carga eléctrica se almacena en las placas, y el espacio entre las placas se llena con un material dieléctrico. En su funcionamiento normal, las dos placas poseen el mismo valor de carga pero de signos contrarios. El valor de la capacitancia es proporcional al área superficial del material dieléctrico e inversamente proporcional a su espesor. Para obtener mayor capacitancia se requiere de una estructura muy delgada con un área grande.

Símbolo del Capacitor

Cálculo de capacitancia

• Se obtiene el campo eléctrico por ley de Gauss (despreciando efectos de borde)

• Se determina la diferencia de potencial V entre cada armadura que configura el capacitor.

• V debe ser de la forma 10 Q/L, donde L es un factor, con unidades de longitud, que depende de la geometría del capacitor denominado longitud característica.

• C=Q/V=ε L; por ejemplo, en placas paralelas, L = A/d

ASOCIACION DE CAPACITORES

CAPACITORES EN SERIE

Por ejemplo la capacidad equivalente de 3 capacitores en serie es:

1/c equivalente = (1/ c1)+ (1/ c2)+ (1/ c3)

Como regla podemos pensar que es como resistencias en paralelo

CAPACITORES EN PARALELO

Por ejemplo la capacidad equivalente de 3 capacitores en paralelo es:

C equivalente =C1 + C2 + C3

Como regla podemos pensar que es como resistencias en serie

TIPOS DE CAPACITORES

Existen diversos tipos de capacitores, los cuales posee propiedades y características físicas diferentes, entre los cuales se encuetran:

Capacitores eléctricos de aluminio

Capacitores de tantalio

Capacitores eléctricos de cerámica

Capacitores Papel y Plásticos

Micas y Vidrios

Características de los capacitores eléctricos de aluminio:

Son populares debido a su bajo costo y gran capacitancia por unidad de volumen Existen en el mercado unidades polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas metálicas, con un electrolito que puede ser acuoso, en pasta o "seco" (sin agua).

La capacitancia está estrechamente relacionada con la temperatura y puede decrecer en un orden de magnitud desde la temperatura ambiente hasta -55° C. Esta variación se reduce en capacitores de primera calidad y en productos recientes con formulaciones electrolíticas más complicadas.

No están diseñados para aplicaciones a frecuencias elevadas, y la impedancia puede alcanzar un valor mínimo a frecuencias tan bajas como 10 kHz.

La corriente de fuga disminuye durante la operación. En el uso normal, la corriente de fuga aumenta con el voltaje aplicado y con la temperatura. Como guía muy general, la corriente se duplica a medida que el voltaje aplicado se incrementa del 50 al 100% del valor nominal, y se duplica por cada 25° C de aumento en la temperatura.

Presentan un decremento gradual en capacitancia sobre un largo periodo, debido a la pérdida de electrolito a través de los sellos, aunque con los tipos recientes de empaque se ha reducido de manera significativa este deterioro, y los capacitores presentan en la actualidad un decremento del 10%, o menor, al cabo de 10 000 horas.

Otro problema que debe observarse implica el empleo de ciertos agentes limpiadores en los tableros de circuitos impresos. El cloro de los solventes de hidrocarburos halogenados, como el freón, puede penetrar por los sellos y atacar la estructura interna del aluminio, provocando la falla en poco tiempo.

Para la limpieza se recomienda xileno, alcoholes y ciertos tipos de detergentes exentos de cloro.

Característica de los capacitores eléctricos de tantalio:

Son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos de aluminio, pero también su costo es mucho más elevado.

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