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Condensador (eléctrico)

Diversos tipos de condensadores

En Electricidad y Electrónica, un condensador, a veces denominado con el anglicismo capacitor, es un dispositivo formado por dos conductores ó armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica.

A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad, y en el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo un faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.

La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoria de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en µF = 10^-6 Faradios, nanoF = 10^-9 Faradios y picoF = 10^-12 Faradios.

Los supercondensadores(EDLC) son la excepción, estan hechos de carbón activado, para conseguir un gran area relativa y tienen un separación entre las "placas" de moléculas. Asi se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el Reloj Seiko Kinetic , con una capacidad de 1/3 de Faradio. Tambien se pensó en utilizar estos condensadores en un coche híbrido de carreras , aunque despues se descartó. No obstante, se han utilizado en el prototipo Acura DN-X .

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

$C=\frac{Q}{V}$
Ecuación 1

en donde:

C = Capacidad
Q = Carga eléctrica
V = Diferencia de potencial

En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material díeléctrico es sumamente variable. Asi tenemos condensadores formados por placas, usualmente de aluminio, separadas simplemente por aire, por materiales cerámicos, mica, poliester, papel ó incluso por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrolisis.

Tabla de contenidos

1 Energía

2 Asociaciones de condensadores

3 Impedancia y frecuencia

4 Aplicaciones típicas

5 Condensadores variable

6 Véase también

Energía

Un condensador almacena energía. En la ecuación 3 se muestra la expresión de la energía almacenada.

$W_{carga} = \int_{0}^{Q} \frac{q}{C} dq = \frac{1}{2}\frac{Q^2}{C} = \frac{1}{2}CV^2 = E_{almacenada}$
Ecuación 3

Este hecho es aprovechado para la fabricación de memorias, aunque a veces se aprovecha el condensador que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOS para ahorrar componentes.

Asociaciones de condensadores

Los condensadores pueden asociarse entre ellos de forma paralela o en serie. En la figura 1 podemos ver varios condensadores en paralelo y el valor del condensador equivalente.

Figura 1

En la figura 2 vemos la asociación de condensadores serie y el valor del equivalente.

Figura 2

Impedancia y frecuencia

El valor de la impedancia de un condensador es:

$Z = \frac{-j}{2 \pi f C}$
Ecuación 4

Donde:
j = la constante imaginaria
f = frecuencia a la que se mide la capacidad
Z = impedancia

Aplicaciones típicas

Los condensadores suelen usarse para:

Baterías, por su cualidad de almacenar energía
Memorias, por la misma cualidad
Filtros
Adaptación de impedancias, haciéndoles resonar a una frecuencia dada con otros componentes
Demodular FM, junto con un diodo

Condensadores variable

Se puede tener un condensador en el cual se pueda cambiar el valor de su capacidad. Para ello hay que reescribir la ecuación 1 en la ecuación 2:

$C = \epsilon_0 \epsilon_r \frac{A}{d}$
Ecuación 2

en donde:

=constante dieléctrica del vacio
= constante dieléctrica relativa del material dieléctrico
A = el área efectiva de las placas
d = distancia entre las placas

Para tener un condensador variable hay que hacer que por lo menos una de las tres últimas expresiones cambien. Así se puede tener un condensador en el que una de las placas sea móvil, por lo tanto varía d y la capacidad dependerá de ese desplazamiento, por lo tanto este condensador podría actuar, entre otras cosas, como sensor de desplazamiento

Otro tipo de condensador variable se presenta en los diodos varicap.

Véase también

Categorías: Componentes electrónicos | Electricidad y electrónica

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