1. Capacitor ó Condensador: Definición y
tipos
El capacitor, también conocido como condensador, es un dispositivo electrónico pasivo.
Esta formado por dos placas conductoras y un material dieléctrico, algunos se llaman
cerámicos o electrolíticos. Las placas conductoras se encuentran conectadas a las
terminales del este elemento pasivo. Entre las placas se coloca un material dieléctrico o
aislante. También estas placas almacenan energía, almacenan carga eléctrica, esta carga se
mantiene hasta que se conecte una carga en el capacitor. El condensador eléctrico,
almacena carga directamente proporcional al voltaje o tensión aplicado.
La capacitancia, es la proporcionalidad de carga eléctrica almacenada y la diferencia de
potencial aplicada. Esta unidad de capacitancia se mide en Faradios. Para los circuitos
electrónicos comúnmente se implementan capacitares o condensadores de picos, nanos o
micro Fradios. En otros campos existen condensadores basados en materiales específicos
con valores de la unidad de Farad y más. La siguiente ecuación nos determina el valor de la
capacitancia en función de una carga eléctrica Q almacenada en la placa y una diferencia
de potencial.
En la siguiente figura se representa un corte transversal del capacitor o condensador. Tome
en cuenta que en los arreglos de los capacitares dependen de diferentes formas físicas,
mas adelante se mencionaran los arreglos y tipos particulares.
2. Figura 1: Placas conductoras y dieléctrico en un capacitor.
Tipos de Capacitor o capacitores
Existen varios tipos de condensadores o capacitores, entre los más comunes:
Electrolítico.
Cerámico.
Poliéster .
Tantalio .
Estos tipos de capacitor suelen ser los mas usados en la electrónica para diferentes
aplicaciones. Por ejemplo, la diferencia se basa principalmente en su composición. Todos,
sin embargo, tienen una estructura interna basada en dos placas conductoras.
3. Figura 2: Condensador cerámico (izquierda),
condensador electrolítico (derecha).
Capacitor Electrolítico
El capacitor electrolítico, se ha desarrolladopara lograr grandes capacidades en
dimensiones físicas reducidas. Son valiosos en circuitos eléctricos con altas corrientes
eléctricas y bajas frecuencias. La capacitancia se logra mediante dos placas de aluminio con
un dieléctrico entre las placas, el arreglo se enrolla sobre si mismo. Estos condensadores
suelen tener forma de cilindro.
Figura 3: Corte
transversal de un capacitor electrolítico. Las laminas conductoras (griso) se enrollan junto a
la laminas dieléctricas (verde).
4. Figura 4: Capacitores electrolíticos de montaje superficial (SMD), el valor en micro faradios
y el voltaje vienen impresos en la parte superior.
Capacitor Cerámico
Un capacitor cerámico usa la cerámica como material dieléctrico, de ahí su nombre. En
estos dispositivos, es posible encontrar arreglos de varias capas de metal y cerámica
(dieléctrico), para modificar su capacitancia. Actualmente estos son los condensadores mas
fabricados y utilizados en los dispositivos electrónicos. Tienen aplicaciones en áreas de
supresión de ruidos, con voltajes bajos pero frecuencias relativamente altas. Como
referencia, tienen un tamaño menor que los electrolíticos, y sus valores de capacitancia son
también menores.
5. Figura 5:
Estructura de un capacitor, internamente. El material dieléctricoen estos capacitores es
cerámico.
Figura 6: Estructura interna de un capacitor cerámicode montaje superficial multi-capa,
6. MLCC. Figura 7:
Capacitores cerámicos de montaje superficial montados en PCB.
Capacitor de Poliester
El capacitor de poliester o de película, están fabricados con una película plástica o de
polímero como dieléctrico. La ventaja de estos es que ofrecen tolerancias bajas.
Capacitor de tantalio
El uso de este capacitor de tantalio permite una capa dieléctrica muy delgada. Esto
significa, que tiene un valor de capacitancia más alta por unidad de volumen. Las
características de frecuencia son superiores en comparación con muchos tipos de
condensadores y excelente estabilidad en el tiempo. Buena estabilidad con la temperatura,
además baja fuga e impedancia, diseñado para un porcentaje de fallos bajo en cuanto a
fabricación.
7. Figura 8: Capacitor de tantalio montado en placa.
Reactancia capacitiva
La reactancia capacitiva es la propiedad resistiva que tiene un capacitor al interactuar con
una corriente alterna. La reactancia se define como la parte imaginaria de la impedancia.
Debido a que el capacitor almacena cargas, reduce la corriente en función de el inverso de
la frecuencia, a este efecto se le conoce como reactancia capacitiva (Xc). Su expresión esta
dada por:
Donde:
1. Xc =Reactancia capacitiva, en Ohmios.
2. ω = Frecuencia angular. En radiantes sobre segundo al cuadrado.
3. C= Capacitancia, en faradios.
8. Por lo tanto, el condensador se comporta como una resistencia «aparente».
Voltaje y Corriente del Capacitor
El voltaje y Corriente del capacitor se goviernan por ecuaciones. Las ecuaciones de
corriente y voltaje a través de un condensador, se encuentran en función a la razón de
cambio del voltajey a la sumatoria de la corriente. Ambos están definidos por las
siguientes expresiones.
