¿Qué es capacitancia? Se defne como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la dierencia de potencial entre ellos. La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que la dierencia de potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la proporción proporción Q / V es constante para un capacitor dado. dado. En consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energa potencial el!ctrica. La capacitancia tiene la unidad del S" coulom# por volt. La unidad de capacitancia del S" es el arad $%&, en 'onor a (ic'ael %araday. )*+*)"*-)"* % ) V El arad es una unidad u nidad de capacitancia muy grande. En la pr0ctica los dispositivos comunes tienen capacitancia que varan de microarads a picoarads. La capacitancia de un dispositivo depende entre otras cosas del arreglo geom!trico de los conductores.
El capacitor 1tro de los componentes que no suelen altar en ning2n equipo electrónico es el capacitor $o tam#i!n llamado condensador&, en algunas de sus ormas o tipos. 3n capacitor consiste, #0sicamente, en dos placas met0licas separadas por un material aislante denominado diel!ctrico, como aire, papel, cer0mica, mica, pl0sticos, etc. -ormalmente, este diel!ctrico se dispone en orma de una l0mina muy fna para conseguir que las placas met0licas, denominadas armaduras, se encuentren a muy corta distancia.El valor de un capacitor, medido en t!rminos de capacidad, est0 determinado por la superfcie que tienen las armaduras, as como por la distancia entre ellas, f4ada por el espesor del diel!ctrico, de orma que se o#tendr0n mayores capacidades con armaduras m0s grandes y diel!ctricos muy delgados.
*l aplicar una tensión continua entre las dos armaduras del capacitor, no e5istir0 ning2n paso de corriente a trav!s del mismo, de#ido a la presencia del diel!ctrico, sin em#argo se producir0 un eecto de acumulación de carga el!ctrica en las armaduras de orma que en la que est! conectada al polo negativo de la tensión, e5istir0 una acumulación de electrones y en la armadura conectada al positivo se producir0 una disminución de los mismos.
"gualmente ocurrir0 en las caras del diel!ctrico que est0n en contacto con las armaduras, enómeno que se denomina polarización de diel!ctrico.
Si se elimina la tensión que se le aplica, esta acumulación de carga se mantiene de#ido a la uerza de atracción el!ctrica entre las armaduras cargadas. Si a continuación se 4untan o cortocircuitan e5teriormente las armaduras a trav!s de los terminales de cone5ión, se producir0 una corriente muy #reve entre ellas y se descargara el capacitor, quedando en las condiciones iniciales.
)apacidad La capacidad es, por lo tanto, la posi#ilidad de acumulación de carga el!ctrica de un capacitor cuando se le aplica una tensión determinada.
El material empleado en el diel!ctrico es un elemento muy importante en la construcción del capacitor, ya que determina actores tales como6 tensión m05ima de uncionamiento sin que llegue a perorarse7 capacidad, de#ido a la mayor o menor acilidad de cortarle en l0minas muy fnas y a su mayor o menor polarización7 perdidas diel!ctricas, ya que a pesar de ser un material aislante, siempre e5istir0 una corriente muy d!#il que tender0 a descargar el capacitor en un tiempo sufcientemente largo. ensión alterna )uando a un capacitor se le aplica una tensión alterna, su comportamiento es una consecuencia del que presenta ante la tensión continua. )uando la tensión vara periódicamente, se somete el capacitor a una
tensión continua durante medio ciclo y a la misma tensión, pero de sentido contrario, durante el medio ciclo siguiente. El diel!ctrico tiene que soportar unos esuerzos alternos que varan de sentido muy r0pidamente y, por lo tanto, de#era de cam#iar su polarización a este mismo ritmo. Si la recuencia aumenta, el diel!ctrico no podr0 seguir los cam#ios a la misma velocidad y la polarización disminuir0, con lo que se producir0 una disminución de la capacidad. +or lo tanto, en un capacitor la capacidad disminuye cuando la recuencia aumenta, lo que o#liga a que sólo puedan emplearse en recuencias altas algunos tipos muy concretos de diel!ctricos.
*nte la tensión alterna y al producirse el eecto descrito de cargas y descargas sucesivas se puede afrmar que si se realiza una verdadera circulación de corriente aunque esta no 8uya en realidad a trav!s del diel!ctrico con lo que se llega a una de las principales aplicaciones del capacitor en la pr0ctica que es la de separar corrientes continuas de alternas cuando am#as e5isten simult0neamente. Sin em#argo y a pesar de que la corriente alterna pueda circular por el capacitor se producir0 un 9desasa4e: entre esta y la tensión aplicada de orma que cuando la corriente est0 en su valor m05imo, la tensión pasar0 en ese mismo instante por el valor cero, todo ello dentro del ciclo normal de variación que posee la corriente alterna.
(edida de la capacidad La capacidad de los capacitores se mide en unas unidades denominadas aradios pero y de#ido a que esta unidad es e5cesivamente grande se utilizan en la pr0ctica otras m0s peque;as que son una racción cie la anterior las unidades com2nmente utilizadas son las siguientes6 < (icroaradio o millon!sima aradio $=,===== %& que se representa por el sm#olo >%. < -anoaradio o milmillon!sima de aradio $=,======== % =,==>%& representada por el sm#olo n%. < +icoaradio o #illon!sima de aradio $=,=========== % =,===== >%& representada por el sm#olo p%.
+or similitud con la orma de designación de los valores de las resistencias y #as0ndose en que un nanoaradio $ n%& equivale a .=== picoaradios $=== p%& se utiliza en ocasiones en lugar de la designación n%, para el nanoaradio, "a letra ?, es decir, que n% es igual a === ?p%, o lo que es lo mismo, .=== picoaradios, de orma que siempre que se lea en el cuerpo de un capacitor su valor e5presado por un numero seguido de la letra ?, indicara que se 'a utilizado el picoaradio en la
designación de su valor.
olerancia 3n actor importante al determinar el valor de un capacitor es la tolerancia, que de la misma orma que en las resistencias, nos indica los e5tremos m05imo y mnimo que podr0 tener el valor del capacitor. Las tolerancias comunes son @, = y A= por == para todos los modelos de capacitores, e5cepto en los electrolticos cuya tolerancia puede llegar a valores del @= por ==.
ipos de capacitores E5isten en el mercado un muy amplio surtido de tipos dierentes de capacitores, de los que conviene conocer sus principales caractersticas con o#4eto de poder utilizarlos para la aplicación m0s idónea. Los capacitores cer0micos est0n construidos normalmente por una #ase tu#ular de este material $tam#i!n e5isten otras ormas& cuyas superfcies interior y e5terior est0n metalizadas con plata y so#re ellas dispuestos los terminales mediante un casquillo soldado o arrollado al tu#o. So#re este con4unto 'ay una envoltura aislante. Su aplicación va desde la alta recuencia, con tipos compensados en temperatura y #a4as tolerancias, 'asta la #a4a recuencia como capacitores de desacoplo y de paso. Su aspecto e5terior puede ser tu#ular, de disco o plaquita cuadrada o rectangular.
Los capacitores de pl0stico est0n a#ricados con dos fnas tiras de poli!ster metalizadas por una cara de4ando una #anda sin cu#rir en el #orde y en sitios opuestos en cada una, arrolladas entre s. Los terminales se f4an en las dos #ases del cilindro as ormado, de manera que cada uno estar0 en contacto 2nicamente con el metalizado de la tira que no tenga #anda lateral en el #orde. El con4unto va recu#ierto con una envoltura aislante. Se emplean en recuencias #a4as o medias y como capacitores de paso y, en ocasiones, para alta recuencia. iene la venta4a de poder conseguirse capacidades relativamente elevadas a tensiones que lleguen 'asta los === V7 adem0s si se produce una peroración del diel!ctrico por un e5ceso de tensión, el metal se vaporiza en una peque;a zona rodeando la peroración y evitando el cortocircuito, con lo que el capacitor no se destruye y puede seguir uncionando.
Los capacitores electrolticos de aluminio y de t0ntalo son los que poseen la mayor capacidad de todos para un tama;o determinado. Los de aluminio est0n ormados por una 'o4a de cinta o #anda de este metal recu#ierta por una capa de ó5ido de aluminio que act2a como diel!ctrico, so#re el ó5ido 'ay una lamina de papel, impregnada de un lquido conductor, denominado electrólito y so#re ella una segunda l0mina de aluminio que proporciona el contacto el!ctrico al papel. odo el con4unto se encuentra arrollado e introducido dentro de un envase
tu#ular de aluminio cerrado 'erm!ticamente y que, en muc'as ocasiones, se utiliza como contacto el!ctrico a la segunda l0mina de aluminio y permite f4ar en !l uno de los terminales, estando el otro conectado a la otra l0mina. Este tipo de capacitor es de polaridad f4a, es decir, 2nicamente puede uncionar si le es aplicada la tensión continua e5terior con el positivo unido al 0nodo correspondiente a la lamina de aluminio recu#ierta de o5ido y el negativo a la ca4a met0lica o c0todo. +or lo tanto, se emplea en aquellos puntos en que e5ista una tensión continua, aplic0ndose normalmente en fltros de rectifcadores, desacoplos de #a4a recuencia y capacitores de paso. Su comportamiento en alta recuencia no es #ueno, por lo que no es recomenda#le su uso.
Los capacitores electrolticos de t0ntalo tienen una cierta similitud con
los de aluminio, consigui!ndose con ellos una mayor capacidad para un determinado tama;o. En lugar de aluminio se emplea una 'o4a de t0ntalo y el electrólito suele ser seco. Es aconse4a#le su empleo casi e5clusivamente como capacitor de paso entre etapas de #a4a recuencia, de#ido a su #a4o actor de ruido el!ctrico, en que supera ampliamente al de aluminio. *dem0s del tipo tu#ular, tam#i!n se a#rican en orma de 9gota: que es quiz0 el ormato por el que me4or se les distingue.
Circuitos de capacitores
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Los circuitos eléctricos por lo general contienen a dos o más capacitores conectados entre sí, esta conexión puede ser: Circuito o conector en serie Circuito o conector en paralelo Circuito o conexión mixta
Capacitor en serie
Un capacitor puede ser armado acoplando otros en serie y/o en paralelo. El acoplamiento de capacitores en serie se realia conectando en una misma rama uno y otro capacitor, o!teniendo una capacidad total entre el primer !orne del primer capacitor y el "ltimo del "ltimo. Capacitores conectados uno después del otro, están conectados en serie. Estos capacitores se pueden reemplaar por un "nico capacitor #ue tendrá un $alor #ue será el e#ui$alente de los #ue están conectados en serie. %ara o!tener el $alor de este "nico capacitor e#ui$alente se utilia la &órmula: '/C()'/C'*'/C+*'/C*'/C-
Capacitor en paralelo
El tipo de capacitor más com"n se compone de dos placas paralelas, separadas por una distancia d #ue es pe#uea comparada con las dimensiones lineales de las láminas. El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realia conectándolos a todos a los mismos dos !ornes.
Capacitor mixto
Un circuito mixto es una mecla de componentes, en este caso condensadores, #ue sea como dan de tal &orma #ue llegan a &ormar una com!inación de condensadores agrupados de tal &orma #ue la circulación de la corriente no se ace en un solo sentido a lo largo de toda su trayectoria.
