1. Capacitores
Un capacitor o condensador (nombre por el cual también se le conoce), se asemeja mucho a
una batería, pues al igual que ésta su función principal es almacenar energía eléctrica, pero de
forma diferente.
Carga/descarga de un capacitor
El capacitor constituye un componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de
forma instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía eléctrica, pero no la
retiene por mucho tiempo. Su descarga se produce también de forma instantánea cuando se
encuentra conectado en un circuito eléctrico o electrónico energizado con corriente. Una vez
que se encuentra cargado, si éste no se emplea de inmediato se auto descarga en unos
pocos minutos.
En resumen, la función de un capacitor es almacenar cargas eléctricas de forma instantánea y
liberarla de la misma forma en el preciso momento que se requiera.
Estructura típica de un capacitor
La propiedad fundamental de un capacitor o condensador es acumular cargas eléctricas. Su
estructura más simple consta de dos chapas o láminas metálicas denominadas “armaduras”,
enfrentadas y separadas entre sí por un material aislante o “dieléctrico”, que puede ser aire,
papel, mica, cerámica, plástico u otro tipo de aislamiento.
Las chapas o armaduras de un capacitor pueden tener forma cuadrada, esférica o estar
formada por dos tiras metálicas enrolladas y separadas por su correspondiente dieléctrico.
Para construir artesanalmente un capacitor basta con enfrentar dos chapas metálicas (como
de aluminio, por ejemplo) y mantenerlas separadas de tal forma que entre ambas medie un
pequeño espacio de aire, sin que lleguen a tocarse. Esa separación hará las veces de
dieléctrico en el capacitor así formado. Finalmente, a cada una de las chapas le conectamos
su correspondiente terminal de alambre conductor de electricidad para obtener, como
resultado, un capacitor.
CAPACIDAD DE CARGA DEL CAPACITOR
La capacidad de carga o capacitancia de los capacitores se mide en “faradio” o “farad” en
el sistema internacional de medidas (SI) y se representa por la letra “F” en honor a Michael
2. Faraday. Un farad equivale a una carga de 1 coulomb* (C), cuando a un capacitor se le aplica
1 volt (V) de tensión eléctrica. La representación matemática sería la siguiente:
* Un coulomb equivale a 6,26 x 1018
electrones.
La capacidad en farad (F) es directamente proporcional a la cantidad de carga eléctrica que
puede almacenar un capacitor para diferentes valores de tensión aplicada y almacenada entre
sus chapas. Matemáticamente esta relación se puede representar por medio de la siguiente
fórmula:
C =Q.V
De donde:
C = Capacidad (o capacitancia), en farad (F).
Q = Cantidad de carga eléctrica almacenada, en coulomb.
V = Diferencia de potencial, en volt, entre las placas.
Si despejamos esta fórmula podemos calcular, igualmente, la
cantidad de carga eléctrica almacenada
( Q = C V ) , o la diferencia de potencial o tensión del capacitor ( V = Q / C ) .
La capacidad de carga de un capacitor es también directamente proporcional al tamaño o
área de las chapas enfrentadas; mientras mayor sea la superficie de éstas, mayor será la
capacidad. La capacidad igualmente aumenta o disminuye de forma inversamente
proporcional a la distancia de separación existente entre ambas chapas. Por tanto, mientras
más separadas estén, menos carga podrá almacenar el capacitor y, viceversa, a menos
separación, mayor será su capacidad.
No obstante, la mayor o menor aptitud de un capacitor para almacenar cargas depende
también de forma directa del tipo de material aislante utilizado como dieléctrico. Cada
material posee una “constante dieléctrica” (k) específica, representada por un determinado
número, que resulta ser también directamente proporcional a la capacidad. Por tanto, a
mayor constante dieléctrica, mayor será también la capacidad de un capacitor para retener
una carga eléctrica con respecto a otro igual cuyo dieléctrico posea una constante “k” menor.
En esta figura, el capacitor (A) tendrá más capacidad
para almacenar cargas eléctricas que el (B), por ser
sus chapas o armaduras metálicas de mayor tamaño.
En los dos casos, como se puede ver, la separación
entre las Chapas (con dieléctrico de aire), es la misma.
3. En esta otra figura de la derecha, (A) y (B)
son capacitores con dieléctrico de aire,
mientras que el dieléctrico de (C) es mica. El
capacitor (A), por tanto, posee menos
capacidad que el (B) por tener más
separadas las chapas metálicas, mientras
que el (C) posee mayor capacidad que los
dos anteriores por tener dieléctrico de mica.
En los tres casos el tamaño o área de las
chapas metálicas es el mismo.
Capacitores variables de chapas metálicas rígidas
Por otra parte, el grosor de las chapas metálicas no influye para nada en la capacidad de carga
del capacitor, sino que sólo le proporciona mayor solidez mecánica, como era el caso de los
capacitores variables con chapas rígidas de aluminio montadas sobre un eje, que empleaban
los antiguos receptores de radio para sintonizar las estaciones. En la actualidad este tipo de
dispositivo de accionamiento mecánico se sustituye por un pequeño semiconductor diodo de
capacidad variable del tipo “varicap” o “varistor”, de accionamiento electrónico, que realiza la
misma función y es muchísimo más fácil de fabricar y de menor costo.
EMPLEO DE LOS CAPACITORES
El capacitor es un componente ampliamente utilizado en circuitos eléctricos y, sobre todo,
imprescindible en cualquier circuito electrónico. A manera de ejemplo, a continuación se
relacionan algunas tareas que requieren el uso de capacitores, como son:
Acoplar diferentes pasos o secciones de los circuitos electrónicos.
Filtrar la corriente alterna cuando queremos convertirla en corriente directa
completamente rectificada.
Actuar como filtro “pasa banda” permitiendo solamente el paso de un rango
estrecho de frecuencias en receptores de radio y televisión.
Sintonizar estaciones de radio en receptores.
Bloquear la corriente directa, permitiendo solamente la circulación de corriente
alterna por un circuito electrónico.
Formar un circuito oscilante u oscilador local cuando trabaja acoplado con una
inductancia, con el fin de generar ondas de radiofrecuencia, incluyendo las
microondas en hornos domésticos.
4. Retener información en dispositivos de memoria USB y tarjetas como son las
SD (Secure Digital) utilizadas en las cámaras fotográficas, teléfonos celulares, etc.
Seleccionar funciones de operación en diferentes dispositivos y equipos, tocando
simplemente un selector táctil o una pantalla con la yema de los dedos.
Realizar la descarga inmediata de la energía acumulada en determinado momento,
tal como requieren las lámparas flash de las cámaras fotográficas.
Eliminar las interferencias de radio que generan las líneas de transmisión eléctrica
de corriente alterna y algunos aparatos domésticos como las lámparas de luz
fluorescente.
Web grafía: http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_capacitor/ke_capacitor_7.htm
