Capacitores o condensadores.

Un condensador (conocido originalmente como un condensador ) es un pasivo de dos terminales componente eléctricoutilizado para almacenar la energía electrostática en un campo eléctrico . Las formas de condensadores prácticas varían ampliamente, pero todos contienen al menos dos conductores eléctricos (placas) separadas por un dieléctrico (es decir aislante). Los conductores pueden ser películas delgadas, láminas o granos sinterizados de metal o electrolito conductor, etc Los actos dieléctricos no conductores "" para aumentar la capacidad de carga del condensador. Un dieléctrico puede ser de vidrio, película de plástico de cerámica, aire, vacío, papel, mica, etc Condensadores capa de óxido se utilizan ampliamente como partes de circuitos eléctricos en muchos dispositivos eléctricos comunes. A diferencia de una resistencia , un condensador ideal no disipar la energía. En lugar de ello, un condensador almacena energía en forma de un campo electrostático entre sus placas.

Cuando hay una diferencia de potencial a través de los conductores (por ejemplo, cuando un condensador está conectado a través de una batería), un campo eléctrico se desarrolla a través del dieléctrico, causando positivo de carga + Q para recoger en una placa y carga negativa - Q para recoger en el otro placa. Si la batería se ha conectado a un condensador para una cantidad de tiempo suficiente, no puede fluir corriente a través del condensador. Sin embargo, si se aplica un voltaje variable en el tiempo a través de los conductores del condensador, una corriente de desplazamiento puede fluir.

Un condensador ideal se caracteriza por un único valor constante para su capacitancia . La capacitancia se expresa como la relación de la carga eléctrica Q en cada conductor a la diferencia de potencial V entre ellos. El SI unidad de capacitancia es elfaradio (F), que es igual a un culombio por voltio (1 C / V). Valores de capacitancia típicas oscilan desde aproximadamente 1 pF (10 ^-12  F) a aproximadamente 1 mF (10 ^-3  F).

La capacitancia es mayor cuando hay una separación más estrecha entre los conductores y cuando los conductores tienen un área de superficie más grande. En la práctica, el dieléctrico entre las placas pasa una pequeña cantidad de corriente de fuga y también tiene un límite de intensidad de campo eléctrico, conocido como el voltaje de ruptura . Los conductores y cables introducen un no deseado inductancia y resistencia .

Los condensadores son ampliamente utilizados en los circuitos electrónicos para el bloqueo de corriente continua al tiempo que permite la corriente alterna a pasar. En filtros analógicos redes, suavizan la salida de las fuentes de alimentación . En circuitos resonantes sintonizanradios a particulares frecuencias . En transmisión de energía eléctrica de sistemas, que estabilizan el flujo de tensión y potencia

DIFERENCIAS ENTRE UNA BATERÍA Y UN CAPACITOR O CONDENSADOR

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.  Capacitores electrolíticos de tamaños, capacidades y voltajes de.trabajo variados, instalados en el circuito impreso de un dispositivo.electrónico. Carga/descarga de una batería En una batería a plena carga, la disponibilidad de energía se obtiene por medio de una reacción química que ocurre en su interior cuando le conectamos algún dispositivo consumidor de electricidad. Antes de agotar la carga, el tiempo de actividad de una batería depende de los siguientes factores: 1.- Capacidad en ampere-hora (A-h) o miliampere-hora (mA-h) que posea para almacenar energía eléctrica. 2.- Consumo en watt o en miliwatt del consumidor de corriente eléctrica que tenga conectado. 3.- Tiempo que mantengamos el consumidor conectado a la misma. En el caso de las baterías “recargables”, una vez agotada la carga se puede recuperar de nuevo conectándola a un cargador de corriente directa apropiado para cada tipo específico. En dependencia del tamaño, voltaje o tensión de trabajo y capacidad en A-h que ésta posea, la recuperación de la carga puede demorar entre una y varias horas. 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 uncircuito eléctrico o electrónico energizado con corriente. Una vez que se encuentra cargado, si éste no se emplea de inmediato se autodescarga 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. Funcionamiento La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p.de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio. La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos. El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula: en donde: : Capacitancia o capacidad : Carga eléctrica almacenada en la placa 1. : Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2. Nótese que en la definición de capacidad es indiferente que se considere la carga de la placa positiva o la de la negativa, ya que aunque por convenio se suele considerar la carga de la placa positiva. En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material dieléctrico son sumamente variables. Existen condensadores formados por placas, usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica, poliéster, papel o por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrólisis. Carga y descarga Véase también: Circuito RC Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando. Carga Descarga Donde: V(t) es la tensión en el condensador. Vi es la tensión o diferencia de potencial eléctrico inicial (t=0) entre las placas del condensador. Vf es la tensión o diferencia de potencial eléctrico final (a régimen estacionario t>=4RC) entre las placas del condensador. I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito. RC es la capacitancia del condensador en faradios multiplicada por la resistencia del circuito en Ohmios, llamada constante de tiempo. Asociaciones de condensadores Asociación serie general. Asociación paralelo general. Los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta. En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociación en serie: y para la asociación en paralelo: Es decir, el sumatorio de todas las capacidades de los condensadores conectados en paralelo. Es fácil demostrar estas dos expresiones, para la primera solo hay que tener en cuenta que la carga almacenada en las placas es la misma en ambos condensadores (se tiene que inducir la misma cantidad de carga entre las placas y por tanto cambia la diferencia de potencial para mantener la capacitancia de cada uno), y por otro lado en la asociación en "paralelo", se tiene que la diferencia de potencial entre ambas placas tiene que ser la misma (debido al modo en el que están conectados), así que cambiará la cantidad de carga. Como esta se encuentra en el numerador () la suma de capacidades será simplemente la suma algebraica. También vale recordar que el cálculo de la capacidad equivalente en paralelo es similar al cálculo de la resistencia de dos dispositivos en serie, y la capacidad o capacitancia en serie se calcula de forma similar a la resistencia en paralelo. Tipos de dieléctrico utilizados en condensadores Condensadores electrolíticos axiales. Condensadores electrolíticos de tantalio. Condensadores de poliéster. Condensadores cerámicos, "SMD (montaje superficial)" y de "disco". Condensador variable de una vieja radio AM. Condensadores modernos. Condensadores de aire. Se trata de condensadores, normalmente de placas paralelas, con dieléctrico de aire y encapsulados en vidrio. Como la permitividad eléctrica relativa es la unidad, sólo permite valores de capacidad muy pequeños. Se utilizó en radio y radar, pues carecen de pérdidas y polarización en el dieléctrico, funcionando bien a frecuencias elevadas. Condensadores de mica. La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada para dieléctrico de condensadores: bajas pérdidas, exfoliación en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidación o con la humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos. Condensadores de papel. El dieléctrico es papel parafinado, baquelizado o sometido a algún otro tratamiento que reduce suhigroscopia y aumenta el aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se enrollan en espiral. Las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos terminales. Se utilizan dos cintas de papel para evitar los poros que pueden presentar. Condensadores autorregenerables. Los condensadores de papel tienen aplicaciones en ambientes industriales. Los condensadores autorregenerables son condensadores de papel, pero la armadura se realiza depositando aluminio sobre el papel. Ante una situación de sobrecarga que supere la rigidez dieléctrica del dieléctrico, el papel se rompe en algún punto, produciéndose un cortocircuito entre las armaduras, pero este corto provoca una alta densidad de corriente por las armaduras en la zona de la rotura. Esta corriente funde la fina capa de aluminio que rodea al cortocircuito, restableciendo el aislamiento entre las armaduras. Condensadores electrolíticos. Es un tipo de condensador que utiliza un electrolito, como su primera armadura, la cual actúa comocátodo. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante (la cual es en general una capa muy fina de óxido de aluminio) sobre la segunda armadura o cuba (ánodo), consiguiendo así capacidades muy elevadas. Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un cortocircuito entre el electrolito y la cuba, aumentando la temperatura, y por tanto, arde o estalla el condensador consecuentemente. Existen varios tipos, según su segunda armadura y electrolito empleados: Condensadores de aluminio. Es el tipo normal. La cuba es de aluminio y el electrolito una disolución de ácido bórico. Funciona bien a bajas frecuencias, pero presenta pérdidas grandes a frecuencias medias y altas. Se emplea en fuentes de alimentación y equipos de audio. Muy utilizado en fuentes de alimentación conmutadas. Condensadores de tantalio (tántalos). Es otro condensador electrolítico, pero emplea tantalio en lugar de aluminio. Consigue corrientes de pérdidas bajas, mucho menores que en los condensadores de aluminio. Suelen tener mejor relación capacidad/volumen. Condensadores bipolares (para corriente alterna). Están formados por dos condensadores electrolíticos en serie inversa, utilizados en caso de que la corriente pueda invertirse. Son inservibles para altas frecuencias. Condensadores de poliéster o Mylar. Está formado por láminas delgadas de poliéster sobre las que se deposita aluminio, que forma las armaduras. Se apilan estas láminas y se conectan por los extremos. Del mismo modo, también se encuentran condensadores depolicarbonato y polipropileno. Condensadores de poliestireno también conocidos comúnmente como Styroflex (marca registrada de Siemens). Otro tipo de condensadores de plástico, muy utilizado en radio, por disponer de coeficiente de temperatura inverso a las bobinas de sintonía, logrando de este modo estabilidad en los circuitos resonantes. Condensadores cerámicos. Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen diferentes tipos formados por una sola lámina de dieléctrico, pero también los hay formados por láminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas. Condensadores síncronos. Es un motor síncrono que se comporta como un condensador. Dieléctrico variable. Este tipo de condensador tiene una armadura móvil que gira en torno a un eje, permitiendo que se introduzca más o menos dentro de la otra. El perfil de la armadura suele ser tal que la variación de capacidad es proporcional al logaritmo del ángulo que gira el eje. Condensadores de ajuste. Son tipos especiales de condensadores variables. Las armaduras son semicirculares, pudiendo girar una de ellas en torno al centro, variando así la capacidad. Otro tipo se basa en acercar las armaduras, mediante un tornillo que las aprieta. Usos Los condensadores suelen usarse para: Baterías, por su cualidad de almacenar energía. Memorias, por la misma cualidad. Filtros. Fuentes de alimentación. Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes. Demodular AM, junto con un diodo. Osciladores de todos los tipos. El flash de las cámaras fotográficas. Tubos fluorescentes. Compensación del factor de potencia. Arranque de motores monofásicos de fase partida. Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión.

reforzar aprendizaje:

https://www.youtube.com/watch?v=5qwCmyETAvA

https://www.youtube.com/watch?v=YDXWACqLnmo

equipo: 

-Sandra America Arenas Hernandez.

-Teresa de Jesus Perez Hernandez.

-Maria Guadalupe Sanchez Lopez.

-Johana Nataly Serrano Bello.