El condensador es un componente electrónico que se caracteriza por su capacidad de almacenar energía eléctrica en forma de campo eléctrico. Probablemente, después de los resistores, son los elementos más comunes que podemos encontrar en los circuitos electrónicos. En el tutorial pretendemos ver teoría relacionada con el condensador que nos permita entender su funcionamiento para que posteriormente podamos usarlos en circuitos electrónicos. En concreto, en el tutorial veremos:

• ¿Qué es un condensador?
• El condensador en el circuito eléctrico: símbolo.
• Unidades del condensador.
• Conexión entre condensadores.
• Tipos de condensadores.
• Carga y descarga de un condensador.
• Aplicaciones.

En nuestra tienda tenéis un pack de condensadores de disco y un pack de condensadores electrolíticos, ambos packs geniales que no podéis dejar de tener una vez hayáis leído el tutorial.

¿Qué es un condensador?

Un condensador es un componente capaz de almacenar energía eléctrica. Está compuesto por dos placas conductoras separadas entre sí por un aislante. Es un elemento con capacidad de almacenar energía.

El condensador en el circuito eléctrico

El condensador es un componente muy apreciado por los ingenieros y por eso es tan común encontrarlo en la gran mayoría de circuitos electrónicos, pero, ¿Qué hace especial al condensador? Enumeremos algunas de sus características más interesantes:

• En corriente continua pueden actuar para bloquear la corriente. Cuando un condensador está en un circuito con una resistencia, este se carga hasta que no fluye más corriente.
• En corriente alterna tienen múltiples usos. Dejan pasar la corriente alterna ya que los condensadores se cargan y descargan conforme la corriente alterna cambia de positiva a negativa. Cuando fluye corriente alterna a través de un condensador se produce un desfase entre la corriente y la tensión.
  
• Una de las propiedades más interesantes del condensador es su capacidad de proveer carga a un circuito rápidamente.

En cuanto al símbolo que representa al condensador, tenemos básicamente los dos siguientes:

De izquierda a derecha, símbolo de condensador no polarizado y símbolo de un condensador polarizado.

Los condensadores polarizados son aquellos que tienen un positivo y un negativo y que, por lo tanto, tenemos que tener en cuenta la propiedad al conectarlos en el circuito eléctrico. En cambio, los condensadores no polarizados pueden conectarse sin tener en cuenta la polaridad.

Las unidades del condensador

Usamos el faradio (símbolo F) para medir la capacidad de los condensadores en honor a Michael Faraday. Sin embargo, el faradio es un unidad muy grande y en la mayoría de los condensadores utilizamos prefijos submúltiplos para medir la capacidad como el pico- p = 10^-12 -, el nano n = 10^-9,o el micro -µ = 10^-6.

Los valores comerciales de los condensadores normalmente van junto con un submúltiplo de los siguientes valores: 1.0, 2.2, 3.3, 4.7, 5.6, 6.8. Sin embargo, además de la propia capacidad, también hay otras características que determinan el valor de un condensador comercial, estas son: la tensión máxima a la que pueden trabajar, la tolerancia, que es el error que puede haber entre el valor real y el marcado, y, en ocasiones, la polaridad, que determina si existe un positivo y negativo en el condensador.

Conexión entre condensadores

Una de las cosas más interesantes de los condensadores es que podemos conectarlos de diferentes maneras para obtener valores de capacitancia diferentes a los que tienen los condensadores comerciales. Podemos conectarlos en serie o en paralelo.

Red de condensadores en serie y capacitancia equivalente.

Cuando la conexión es en serie,  la capacitancia equivalente de la red de condensadores se puede determinar mediante la ecuación mostrada en la imagen anterior. Pero también podemos conectarlos en paralelo:

Red condensadores en paralelo y capacitancia equivalente.

Como vemos, es posible ajustar la capacitancia equivalente de un circuito combinando diferentes condensadores con las reglas que os acabamos de explicar. ¡Incluso podemos combinar asociaciones en serie y en paralelo para obtener la capacitancia que deseemos!

Tipos de condensadores

A continuación vemos algunos de los condensadores más comunes que podemos encontrar:

Los condensadores electrolíticos: Se llaman así porque el dieléctrico es un papel impregnado por electrolito. Se caracterizan por tener polaridad. Tienen valores por encima de 1 µF. Disponibles en nuestra tienda.

Condensadores electrolíticos.

Los condensadores de tantalio: El dieléctrico que utilizan es una fina película de óxido de tantalio amorfo.  Tienen polaridad y una capacidad superior a 1 µF. Tienen una buena relación volumen respecto capacidad. Arden en caso de que se polaricen inversamente.

Los condensadores de papel: Este tipo de condensadores utilizan como dieléctrico papel que puede ser impregnado de aceite o cera mineral.

Condensador de tantalo y condensador de film.Condensadores cerámicos “de lenteja” o “de disco”: Son los condensadores más corrientes. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47nF.En ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas de color. Disponibles en nuestra tienda.

Condensadores de disco.Condensadores variables: Este tipo de condensadores tienen se distinguen por poder modificar su valor de capacidad. La capacidad de un condensador viene dada por la siguiente expresión:

Donde los términos ε y ε₀son constantes que dependen del dieléctrico, A es el área efectiva de las placas y d la distancia entre las placas. Normalmente alguna de las placas es móvil, por lo que la distancia entre ellas cambia y por lo tanto su capacidad.

Carga y descarga de un condensador

Para entender mejor cómo se comporta el condensador en un circuito vamos a considerar el circuito de la siguiente figura. Cuando el interruptor se cierra por el lado de la izquierda, la corriente pasa a través de la resistencia R en serie a la fuente y va disminuyendo hasta que el condensador representado se carga a una tensión de alimentación (Vs). En este caso, la tensión del condensador, que inicialmente era cero, va aumentando hasta alcanzar el valor de la tensión de alimentación. La corriente con la que se carga el condensador en este caso es I = (Vs-Vc)/ R. En cambio, cuando el interruptor de la figura cierra por el lado de la derecha, el condensador empieza a descargarse hasta que su potencial (Vc) llega a cero.

Circuito de carga y descarga de un condensador.

En la figura siguiente vemos la gráfica básica de cómo se comporta la tensión del condensador en carga (grafica de la izquierda) y en descarga (grafica de la derecha).  El condensador además se carga y descarga en una constante de tiempo que es igual al valor de R·C.

Carga y descarga de un condensador.

Aplicaciones

Una vez hemos visto el funcionamiento del condensador y algunos de los tipos que existen nos preguntamos, ¿Para qué se usan los condensadores? A continuación mostramos algunos ejemplos:

Arranque de motores: Aprovechando la capacidad de liberar gran cantidad de energía en poco tiempo, se usan para proporcionar a motores energía adicional para su arranque.

Sintonizadores de radio tradicionales: Los antiguos sintonizadores de radio, al girar el mando, se varía la superficie relativa entre las placas, modificándose su capacidad y por lo tanto cambiando la sintonización de la frecuencia de la emisora.

Circuitos de muestreo y retención: Se usan antes  para captar señales analógicas y mantenerlas durante un tiempo antes de convertir las señales a digitales.

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