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* ALANIS GONZALEZ ARMANDO * ALVAREZ PEÑA JORGE LUIS * CALIXTO LOPEZ JUAN CARLOS * VELASCO ALVARADO RUBEN * SANCHEZ CASTILLO EDUARDO MODULO: EJECUTAR EL.

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1 * ALANIS GONZALEZ ARMANDO * ALVAREZ PEÑA JORGE LUIS * CALIXTO LOPEZ JUAN CARLOS * VELASCO ALVARADO RUBEN * SANCHEZ CASTILLO EDUARDO MODULO: EJECUTAR EL MANTENIMIENTO EN CIRCUITOS DE CONTROL SUBMODULO : REALIZAR MANTENIMINETO A CIRCUITOS CONTROLADOS POR P.L.C

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3 PARA HABLAR DE CAPACITORES ES NECESARIO CONOCER SUS PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y PARA ESTO HAY QUE ENTENDER QUE ES UN CAMPO ELECTRICO Y DIFERENCIARLO DE UN CAMPO MAGNETICO

4 Existe una fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos cargados. Considerando el campo eléctrico que existe en la zona que rodea a cualquier cuerpo cargado. Ese campo eléctrico se representa por medio de líneas de flujo eléctrico, que se dibujan para indicar la intensidad del campo eléctrico, en cualquier punto en torno al cuerpo cargado; o sea, cuanto más densas sean las líneas de flujo, tanto más intenso será el campo eléctrico.

5 DEBEMOS DE TENER CUIDADO AL HABLAR DE UN CAMPO MAGNETICO Y UN CAMPO ELECTRICO ENTRE ESTOS DOS HAY ALGUNAS DIFERENCIAS

6 Mientras el campo magnético parece que no termina al pasar por el centro del imán sino que continúa. el campo eléctrico va dirigido de un polo al otro donde termina y desde allí se dirige al polo opuesto donde vuelve a terminar y así sucesivamente.

7 Cuando se consideran dos cuerpos cargados (supuestos puntuales), la intensidad de las fuerzas atractivas o repulsivas que se ejercen entre sí es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que las separa, dependiendo además dicha fuerza de la naturaleza del medio que les rodea.

8 q y q' corresponden a los valores de las cargas que interaccionan tomadas con su signo positivo o negativo, r representa la distancia que las separa supuestas concentradas cada una de ellas en un punto y K es la constante de proporcionalidad correspondiente que depende del medio en que se hallen dichas cargas. La constante de proporcionalidad K toma en el vacío un valor igual a:K = · 10 9 N · m 2 /C 2

9 "LAS FUERZAS QUE SE EJERCEN ENTRE DOS CARGAS ELÉCTRICAS SON DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SUS CANTIDADES DE ELECTRICIDAD E INVERSAMENTE PROPORCIONALES AL CUADRADO DE LA DISTANCIA QUE LAS SEPARA". F=(K)QQ 1 /R 2 K = 9 X 10 9 NM 2 /C2 Q Q 1 = CARGAS DEL ELECTRÓN (C) R 2 = DISTANCIA AL CUADRADO (M 2 ) F = FUERZA (N) EJEMPLO DE APLICACIÓN DE LEY DE COULOMB SE TIENEN DOS ESFERAS CARGADAS ELÉCTRICAMENTE CON 4X10 -8 C Y 2.3X10-7 C RESPECTIVAMENTE Y ESTÁN SEPARADAS 35 CM EN EL AIRE. CALCULAR LA FUERZA ELÉCTRICA DE ATRACCIÓN ENTRE ELLAS. F =( K)QQ 1 /R 2 F= 9 X 10 9 NM 2 /C 2 (4X10 -8 C )(2.3X10 -7 C)/(0.35 M) 2 F = X10 -2 N

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11 EN 1746, PIETER VAN MUSSCHENBROEK, QUE TRABAJABA EN LA UNIVERSIDAD DE LEIDEN, EFECTUÓ UN EXPERIMENTO PARA COMPROBAR SI UNA BOTELLA LLENA DE AGUA PODÍA CONSERVAR CARGAS ELÉCTRICAS. ESTA BOTELLA CONSISTÍA EN UN RECIPIENTE CON UN TAPÓN AL CUAL LE ATRAVIESA UNA VARILLA METÁLICA QUE QUEDA SUMERGIDA EN EL LÍQUIDO. LA VARILLA TIENE UNA FORMA DE GANCHO EN LA PARTE SUPERIOR AL CUAL SE LE ACERCA UN CONDUCTOR CARGADO ELÉCTRICAMENTE. DURANTE LA EXPERIENCIA UN ASISTENTE SEPARÓ EL CONDUCTOR Y RECIBIÓ UNA FUERTE DESCARGA AL APROXIMAR SU MANO A LA VARILLA. UN AÑO MÁS TARDE EL BRITÁNICO WILLIAM WATSON DESCUBRIÓ QUE AUMENTABA LA DESCARGA SI LA ENVOLVÍA CON UNA CAPA DE ESTAÑO. SIGUIENDO LOS NUEVOS DESCUBRIMIENTOS, JEAN ANTOINE NOLLET TUVO LA IDEA DE REEMPLAZAR EL LÍQUIDO POR HOJAS DE ESTAÑO, QUEDANDO DESDE ENTONCES ESTA CONFIGURACIÓN DE LA BOTELLA QUE SE UTILIZA ACTUALMENTE PARA EXPERIMENTOS. WATSON PUDO TRANSMITIR UNA DESCARGA ELÉCTRICA DE MANERA ESPECTACULAR PRODUCIENDO UNA CHISPA ELÉCTRICA DESDE UNA BOTELLA DE LEYDEN A UN CABLE METÁLICO QUE ATRAVESABA EL RÍO TÁMESIS EN LAS BOTELLAS DE LEYDEN ERAN UTILIZADAS EN DEMOSTRACIONES PÚBLICAS SOBRE EL PODER DE LA ELECTRICIDAD. EN ELLAS SE PRODUCÍAN DESCARGAS ELÉCTRICAS CAPACES DE MATAR PEQUEÑOS RATONES Y PÁJAROS.

12 LA BOTELLA DE LEYDEN ES UN DISPOSITIVO QUE PERMITE ALMACENAR CARGAS ELÉCTRICAS COMPORTÁNDOSE COMO UN CONDENSADOR. LA VARILLA METÁLICA Y LAS HOJAS DE ESTAÑO O ALUMINIO CONFORMAN LA ARMADURA INTERNA. LA ARMADURA EXTERNA ESTA CONSTITUIDA POR LA CAPA QUE CUBRE LA BOTELLA. LA MISMA BOTELLA ACTÚA COMO UN MATERIAL DIELÉCTRICO (AISLANTE) ENTRE LAS DOS CAPAS DEL CONDENSADOR. EL NOMBRE DE CONDENSADOR PROVIENE DE LAS IDEAS DEL SIGLO XIX SOBRE LA NATURALEZA DE LA CARGA ELÉCTRICA QUE ASIMILABAN ÉSTA A UN FLUIDO QUE PODÍA ALMACENARSE TRAS SU CONDENSACIÓN EN UN DISPOSITIVO ADECUADO COMO LA BOTELLA DE LEYDEN. ESTE ES EL PRINCIPIO POR EL CUAL, SI UN RAYO CAE POR DIFERENCIA DE POTENCIAL EN UN AVIÓN, ESTE NO SUFRIRÁ EN SU INTERIOR NINGÚN TIPO DE DESCARGA NI ALTERACIÓN ELÉCTRICA.

13 SE LLAMA CAPACITOR A UN DISPOSITIVO QUE ALMACENA CARGA ELECTRICA.

14 EN SU FORMA MÁS SENCILLA, UN CAPACITOR ESTÁ FORMADO POR DOS PLACAS METÁLICAS O ARMADURAS PARALELAS, DE LA MISMA SUPERFICIE Y ENCARADAS, SEPARADAS POR UNA LÁMINA NO CONDUCTORA O DIELÉCTRICO.

15 RIGIDEZ DIELECTRICA PARA CADA DIELECTRICO, HAY UN POTECIAL QUE SI SE LE APLICA, ROMPERIA LOS ENLACES EN EL INTERIOR DEL AISLANTE Y HARIA QUE CIRCULARA LA CORRIENTE. LA TENSIÓN NECESARIA POR UNIDAD DE LONGITUD ( INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO ) PARA PROVOCAR LA CONDUCCIÓN EN UN MATERIAL DIELECTRICO ES UNA INDICACIÓN DE SU RIGIDEZ DIELECTRICA Y SE DENOMINA TENSIÓN DE ROPTURA. CUANDO SE PRODUCE, EL CAPACITOR TIENE CARACTERÍSTICAS MUY SIMILARES A LA DE UN RESISTOR. UN EJEMPLO TIPICO DE RUPTURA ES EL DE LOS RAYOS, QUE SE PRODUCEN CUANDO EL POTENCIAL ENTRE LAS NUBES Y LA TIERRA ES TAN ALTO QUE PUEDE PASAR UNA CARGA DE UNAS A LAS OTRAS A TRAVÉS DE LA ATMOSFERA, QUE ACTUAN COMO DIELECTRICO.

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17 PERDIDAS CAPACITIVAS TEÓRICAMENTE SE PODRÍA UTILIZAR CUALQUIER MATERIAL AISLANTE COMO DIELÉCTRICO EN UN CONDENSADOR, PERO HAY OTROS FACTORES QE INTERVIENEN EN LAS PÉRDIDAS DEL CONDENSADOR, POR LO QUE LA ELECCIÓN DEL MATERIAL DIELÉCTRICO ES UNA CONSIDERACIÓN IMPORTANTE.

18 FUGA. SI LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO DEL MATERIAL DIELÉCTRICO ES BAJA,,HABRÁ FUGA ENTRE LAS PLACAS A TRAVÉS DEL DIELÉCTRICO. ESTO NO SÓLO REDUCE LA CARGA EN EL CONDENSADOR SINO QUE TAMBIÉN PRODUCE UN EFECTO TÉRMICO DESFAVORABLE EN EL DIELÉCTRICO. HISTÉRESIS DIELÉCTRICO CUANDO SE CARGA UN CONDENSADOR, EL DIELÉCTRICO ESTÁ SOMETIDO A FUERZAS INTERNAS. LOS ELECTRONES ORBITALES DEL MATERIAL SON ATRAÍDOS POR LA PLACA POSITIVA. AUNQUE ESTOS ELECTRONES NO SUELEN SALIR DE SUS ÓRBITAS, SU MOVIMIENTO RESULTA PERTURBADO. CUANDO SE DESCARGA UN CONDENSADOR, LA ENERGÍA CONSUMIDA EN EL RETORNO DE ESTOS ELECTRONES A SUS ORBITAS NORMALES SE LLAMA PÉRDIDA DE HISTÉRESIS. AUNQUE NO ES MUY ACUSADA EN APLICACIONES DE C.C., LA HISTÉRESIS DIELÉCTRICO CONSTITUYE UN FACTOR LIMITADOR EN APLICACIONES DE ALTA FRECUENCIA. LAS PÉRDIDAS DEL CONDENSADOR EQUIVALEN A UNA RESISTENCIA QUE RETARDA LA CARGA Y LA DESCARGA.

19 AL CONECTAR UNA DE LAS PLACAS A UN GENERADOR, ÉSTA SE CARGA E INDUCE UNA CARGA DE SIGNO OPUESTO EN LA OTRA PLACA. POR SU PARTE, TENIENDO UNA DE LAS PLACAS CARGADA NEGATIVAMENTE (Q - ) Y LA OTRA POSITIVAMENTE (Q + ) SUS CARGAS SON IGUALES Y LA CARGA NETA DEL SISTEMA ES 0

20 LA ACCIÓN DE LOS CAPACITORES ESTÁ MUY ÍNTIMAMENTE LIGADA CON LOS ELECTRONES, ATRACCIÓN O REPULSIÓN ENTRE CARGAS ELÉCTRICAS. LAS PLACAS DE LOS CAPACITORES SE ENCARGAN DE RECOLECTAR ELECTRONES, ALMACENANDO ASÍ UN EXCESO DE ESTOS EN LA PLACA NEGATIVA. ENTRE LAS 2 PLACAS SE FORMA UN CAMPO LLAMADO CAMPO DE FUERZA ELECTROSTÁTICA, MISMA QUE EJERCE SU INFLUENCIA SOBRE EL DIELÉCTRICO (SUSTANCIA AISLANTE EN LA CUAL PUEDE EXISTIR UN CAMPO ELÉCTRICO EN ESTADO ESTACIONARIO. - ESTA SUSTANCIA TIENE COMO PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS SU PERMITIVIDAD Y SU PODER DE AISLAMIENTO. MATERIAL UTILIZADO PRINCIPALMENTE EN LA FABRICACIÓN DE CAPACITORES PARA OBTENER UNA CIERTA CAPACIDAD. LOS PRINCIPALES MATERIALES DIELÉCTRICOS UTILIZADOS, EN LA FABRICACIÓN DE CAPACITORES SON EL AIRE, EL TANTALIO, EL ALUMINIO, EL PAPEL, LA MICA, ALGUNOS TIPOS DE CERÁMICA, ALGUNOS PLÁSTICOS, ETC.), CAUSANDO QUE LOS ELECTRONES SE DESVÍEN DE SUS ÓRBITAS DE ROTACIÓN NORMAL.

21 EL CONDENSADOR ALMACENA CARGA ELÉCTRICA, DEBIDO A LA PRESENCIA DE UN CAMPO ELÉCTRICO EN SU INTERIOR, CUANDO AUMENTA LA DIFERENCIA DE POTENCIAL EN SUS TERMINALES, DEVOLVIÉNDOLA CUANDO ÉSTA DISMINUYE. MATEMÁTICAMENTE SE PUEDE OBTENER QUE LA ENERGÍA, ALMACENADA POR UN CONDENSADOR CON CAPACIDAD C, QUE ES CONECTADO A UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL V 1 V 2, VIENE DADA POR:

22 VAMOS A DISPONER DE UN CÓDIGO DE COLORES, CUYA LECTURA VARÍA SEGÚN EL TIPO DE CONDENSADOR, Y UN CÓDIGO DE MARCAS, PARTICULARIZADO EN LOS MISMOS. PRIMERO DETERMINAREMOS EL TIPO DE CONDENSADOR (FIJO O VARIABLE) Y EL TIPO CONCRETO DENTRO DE ESTOS. LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS QUE NOS VAMOS A ENCONTRAR EN LOS CAPACITORES VAN A SER LA CAPACIDAD NOMINAL, TOLERANCIA, TENSIÓN Y COEFICIENTE DE TEMPERATURA, AUNQUE DEPENDIENDO DE CADA TIPO DE TRAERÁN UNAS CARACTERÍSTICAS U OTRAS. EN CUANTO A LAS LETRAS PARA LA TOLERANCIA Y LA CORRESPONDENCIA NÚMERO – COLOR DEL CÓDIGO DE COLORES, SON LO MISMO QUE PARA RESISTENCIAS. DEBEMOS DESTACAR QUE LA FUENTE MÁS FIABLE A LA HORA DE LA IDENTIFICACIÓN SON LAS CARACTERÍSTICAS QUE NOS PROPORCIONA EL FABRICANTE. ESTOS CAPACITORES SIEMPRE INDICAN LA CAPACIDAD EN MICROFARADIO Y LA MÁXIMA TENSIÓN DE TRABAJO EN VOLTIOS. DEPENDIENDO DEL FABRICANTE TAMBIÉN PUEDE VENIR INDICADOS OTROS PARÁMETROS COMO LA TEMPERATURA Y LA MÁXIMA FRECUENCIA A LA QUE PUEDEN TRABAJAR

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26 Se denomina faradio o farad (símbolo F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del Sistema Internacional de Unidades (SI). Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas armaduras existe una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio (1 V) cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un culombio (1 C). En electrotecnia mide más específicamente la capacidad de un condensador o un sistema de conductores, es decir, la carga que puede almacenar cuando se le aplica una tensión.

27 SubmúltiplosMúltiplos ValorSímboloNombreValorSímboloNombre 10 1 FdFdecifaradio10 1 FdaFdecafaradio 10 2 FcFcentifaradio10 2 FhFhectofaradio 10 3 F mFmillifaradio kFkilofaradio 10 6 F µFmicrofaradio MFmegafaradio 10 9 F nFnanofaradio GFgigafaradio F pFpicofaradio TFterafaradio FfFfemtofaradio10 15 FPFpetafaradio FaFattofaradio10 18 FEFexafaradio FzFzeptofaradio10 21 FZFzettafaradio FyFyoctofaradio10 24 FYFyottafaradio Prefijos comunes de unidades están en negrita. Múltiplos del Sistema Internacional para faradio (F)

28 El dato más importante de un condensador es su capacidad, ésta puede ser fija, variable o ajustable (trimers)

29 DE LA CLASIFICACION ANTERIOR SE DERIVAN DE CADA UNA UNA SUBDIVICION AHORA OBSERVAREMOS LOS TIPOS DE CAPACITORES FIJOS CAPASITORES FIJOS SE CLASIFICAN COMO :

30 LOS CONDENSADORES O CAPACITORES ELECTROLÍTICOS DEBEN SU NOMBRE A QUE EL MATERIAL DIELÉCTRICO QUE CONTIENEN ES UN ÁCIDO LLAMADO ELECTROLITO Y QUE SE APLICA EN ESTADO LÍQUIDO. LA FABRICACIÓN DE UN CAPACITOR ELECTROLÍTICO COMIENZA ENROLLANDO DOS LÁMINAS DE ALUMINIO SEPARADAS POR UN PAPEL ABSORBENTE HUMEDECIDO CON ÁCIDO ELECTROLÍTICO. LUEGO SE HACE CIRCULAR UNA CORRIENTE ELÉCTRICA ENTRE LAS PLACAS PARA PROVOCAR UNA REACCIÓN QUÍMICA QUE PRODUCIRÁ UNA CAPA DE ÓXIDO SOBRE EL ALUMINIO, SIENDO ESTE ÓXIDO DE ELECTROLITO EL VERDADERO DIELÉCTRICO DEL CAPACITOR. PARA QUE PUEDA SER CONECTADO EN UN CIRCUITO ELECTRÓNICO, EL CAPACITOR LLEVARÁ SUS TERMINALES DE CONEXIÓN REMACHADOS O SOLDADOS CON SOLDADURA DE PUNTO. POR ÚLTIMO, TODO EL CONJUNTO SE INSERTARÁ EN UNA CARCAZA METÁLICA QUE LE DARÁ RIGIDEZ MECÁNICA Y SE SELLARÁ HERMÉTICAMENTE, EN GENERAL, CON UN TAPÓN DE GOMA, QUE EVITARÁ QUE EL ÁCIDO SE EVAPORE EN FORMA PRECOZ.

31 Un término muy común en la jerga de los fabricantes de capacitores electrolíticos es el de protocapacitor, con el cual se denomina a los capacitores fabricados y ensamblados que aun no se les ha hecho circular una corriente para que se forme la capa de óxido de electrolito.

32 UNA FALLA EN LA UNIFORMIDAD DE LA CAPA DE ÓXIDO FORMADA EN ALGÚN PUNTO DE LAS PLACAS PRODUCE UN CORTOCIRCUITO O UNA DISMINUCIÓN DE LA TENSIÓN DE TRABAJO DEL CAPACITOR. ESTA CONDICIÓN AUMENTA UNA CORRIENTE DE FUGA QUE PROVOCA EL SOBRECALENTAMIENTO INTERNO Y LA CONSIGUIENTE EXPANSIÓN Y EVAPORACIÓN DEL ÁCIDO, QUE AL SUPERAR POR PRESIÓN EL HERMETISMO DEL TAPÓN DE GOMA PUEDE DESTRUIR POR EXPLOSIÓN AL CAPACITOR. SI EL SELLADO HERMÉTICO DEL CAPACITOR NO ES BUENO, EL ÁCIDO SE SECA Y DEJA DE ACTUAR COMO DIELÉCTRICO. EN ESTE CASO, EL VALOR DE CAPACIDAD SE REDUCE PROGRESIVAMENTE.

33 SI BIEN EXISTEN VARIAS PRUEBAS Y MEDICIONES QUE PUEDEN REALIZARSE SOBRE UN CAPACITOR, MENCIONAREMOS AQUELLAS QUE ESPECIALMENTE ESTÉN AL ALCANCE DE UN TÉCNICO ESTUDIANTE O UN PROFESIONAL REPARADOR Y QUE SEAN DE UTILIDAD PARA LA DETECCIÓN Y SOLUCIÓN DE FALLAS EN EQUIPOS ELECTRÓNICOS.

34 SE UTILIZA UN ÓHMETRO COMÚN PARA COMPROBAR SI EL CAPACITOR ESTÁ EN CORTOCIRCUITO O CON FUGAS DE IMPORTANCIA, AUNQUE NO SE PODRÁ COMPROBAR CON CERTEZA QUE ESTÉ A CIRCUITO ABIERTO O CON INTERMITENCIAS INTERNAS.

35 SE REALIZA CON UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA QUE SE AJUSTA A LA TENSIÓN NOMINAL DE TRABAJO DEL CAPACITOR Y SE APLICA AL MISMO A TRAVÉS DE UN RESISTOR DE, POR EJEMPLO, 1K OHMS. LA CAÍDA DE TENSIÓN SOBRE EL RESISTOR, MEDIDA CON UN VOLTÍMETRO, O EL VALOR DE CORRIENTE CONTINUA MEDIDO CON UN MICROAMPERÍMETRO, LUEGO DE PRODUCIRSE LA CARGA INICIAL, DARÁ IDEA DE LA CORRIENTE DE FUGA, QUE DEBERÁ COMPARARSE CON LA ESPECIFICADA POR EL FABRICANTE EN SU HOJA DE DATOS. ESTE TIPO DE MEDICIÓN RESULTA ÚTIL EN LOS CAPACITORES CONECTADOS COMO ACOPLO ENTRE ETAPAS DE, POR EJEMPLO, AMPLIFICADORES DE AUDIO.

36 PUEDE UTILIZARSE UN PUENTE LCR(Capacimetro Inductancia Resistencia Diodos) O UN MEDIDOR DE CAPACIDAD Y SU LECTURA SERVIRÁ PARA CONOCER SI EL VALOR DE CAPACIDAD SE ENCUENTRA DENTRO DEL RANGO DE TOLERANCIA ESPECIFICADA POR EL FABRICANTE. UN CAPACITOR EN MUY MAL ESTADO DEBERÍA REFLEJAR DICHA CONDICIÓN EN SU VALOR DE CAPACIDAD, SIN EMBARGO, EN LA PRÁCTICA, UNA VARIACIÓN DEL 10 % EN EL VALOR DE CAPACIDAD PUEDE OCULTAR UN DAÑO MAYOR, DE HASTA EL 120 %, SI SE ELIJE EVALUAR AL CAPACITOR MIDIENDO SU RESISTENCIA SERIE EQUIVALENTE (ESR). LA MEDICIÓN DE LA CAPACIDAD SERÁ DE MAYOR UTILIDAD PARA LOS DISEÑADORES DE CIRCUITOS DE RF (CIRCUITOS ELECTRONICOS PARA RADIOFRECUENCIA), OSCILADORES(DISPOSITIVO CAPAZ DE CAMBIAR CORRIENTE DIRECTA EN ALTERNA), CIRCUITOS CON AJUSTE DE SINTONÍA, ETC.

37 CON POTENCIAL DC MAYOR O IGUAL QUE LA TENSIÓN ALTERNA SUPERPUESTA, SE LOS PUEDE ENCONTRAR EN: COMO FILTROS DE ENTRADA EN FUENTES DE ALIMENTACIÓN LINEAL (SÓLO O ASOCIADO CON UN INDUCTOR). FILTROS DE SALIDA EN CONVERTIDORES DC-DC Y DE ENTRADA EN INVERSORES. CAPACITOR DE ACOPLAMIENTO DE CARGA EN AMPLIFICADORES CLASE AB DE POTENCIA DE AUDIO. COMO CASOS MÁS REPRESENTATIVOS.

38 Cerámicos de clase I [COG (NP0)] (estable) ESTE TIPO DE CAPACITORES EMPLEADOS, USUALMENTE A BASE DE DIÓXIDO DE TITANIO O TITANATO DE CALCIO CON ADITIVOS, PUEDEN SER USADOS PARA LOGRAR LAS CARACTERÍSTICAS DESEADAS, ÉSTAS SON EL COEFICIENTE DE TEMPERATURA NOMINAL SOBRE EL RANGO DE 25 A 85 ºC, LA CONSTANTE DIELÉCTRICA RELATIVA DE 6 A 500 Y UN FACTOR DE POTENCIA DE 0,4 O MENOR.

39 CERÁMICOS DE CLASE II [XR7] (SEMIESTABLE) SON USADOS CUANDO LA MINIATURIZACIÓN ES REQUERIDA PARA APLICACIONES DE RADIO FRECUENCIA, FILTROS Y ACOPLAMIENTO DE ETAPAS, DONDE EL Q Y LA ESTABILIDAD PUEDEN ESTAR COMPROMETIDA.

40 CERÁMICOS DE CLASE III [Z5U] (PROPÓSITOS GENERALES) EN ESTOS DISEÑOS UN DISCO CERÁMICO AISLANTE CON UN TRATAMIENTO DE CALOR ES APLICADO EN UNA ATMÓSFERA REDUCIDA PARA QUE DISMINUYA LA RESISTIVIDAD POR DEBAJO DE 10 W -CM. LOS ELECTRODOS DE PLATA SON APLICADOS EN LA SUPERFICIE Y SON SOLDADOS AL MISMO TIEMPO, UN CAPACITOR FORMADO ENTRE EL ELECTRODO Y EL CUERPO SEMICONDUCTOR APLICADOS A AMBOS LADOS DEL DISCO, ES DECIR, QUE LA TERMINACIÓN ESTÁ HECHA POR DOS CAPACITORES EN SERIE. SON APLICADOS EN CIRCUITOS DE ACOPLAMIENTO Y COMO SUPRESORES DE INTERFERENCIA.

41 EN CIRCUITOS DE AUDIO, RECTIFICADORES, ELEVADORES DE TENSION. SON OTRA ALTERNATIVA A LOS ELECTROLITICOS PERO ESTOS NO TIENEN POLARIDAD

42 SE FABRICAN A PARTIR DE CINTAS DE VIDRIO SOBRE LAS QUE SE COLOCAN OTRAS DE ALUMINIO, A CONTINUACIÓN SE CALIENTAN Y SE LAS SOMETE A PRESIÓN PARA OBTENER UNA MASA COMPACTA Y ESTANCA.

43 FORMADO POR UN APILADO DE LÁMINAS DE MICA Y HOJAS DE COBRE, LATÓN, ESTAÑO O ALUMINIO. EMPLEADOS EN CIRCUITOS DE FILTRADO, SINTONÍA Y PASO DE RADIOFRECUENCIA.

44 FILTROS PASA RF, ESTOS COMPONENTES SON AMPLIAMENTE UTILIZADOS.

45 SUSTITUYEN A LOS DE PAPEL. PARA LA REDUCCIÓN DE TAMAÑO, SE SUSTITUYEN LAS CINTAS DE ALUMINIO POR UN METALIZADO SUPERFICIAL DE LAS HOJAS DE POLIÉSTER. SUELEN TENER FORMA CÚBICA. TIENEN PROPIEDADES AUTORREGENERATIVAS, SI SE PERFORAN POR SOBRETENSIÓN. DENTRO DE ESTE GRUPO ESTÁN LOS DE POLICARBONATO METALIZADO, QUE SON DE MAYOR CALIDAD.

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47 SUELEN FABRICARSE CON EL ARROLLAMIENTO DE UN DIELÉCTRICO DE PAPEL IMPREGNADO ENTRE DOS HOJAS METÁLICAS QUE SUELEN SER DE ALUMINIO. EL CONJUNTO QUEDA CERRADO EN UNA RESINA TERMOPLÁSTICA MOLDEADA, CON LOS TERMINALES DE CONEXIÓN EMBEBIDOS.

48 GENERALMENTE SE FABRICAN DE POLIESTIRENO. EL PROCESO DE FABRICACIÓN ES IDÉNTICO A LOS DE PAPEL, INTERCALANDO EN ESTE CASO CAPAS DE POLIESTIRENO Y PAPEL DE ALUMINIO. TIENEN ELEVADA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO Y BAJAS PÉRDIDAS DIELÉCTRICAS

49 ESTOS CAPACITORES SE CARACTERIZAN POR LAS ALTAS RESISTENCIAS DE AISLAMIENTO Y ELEVADAS TEMPERATURAS DE FUNCIONAMIENTO Y SEGÚN EL PROCESO DE FABRICACIÓN PODEMOS DIFERENCIAR ENTRE LOS TIPOS K Y TIPO MK, QUE SE DISTINGUEN POR EL MATERIAL DE SUS ARMADURAS (METAL EN EL PRIMER CASO Y METAL VAPORIZADO EN EL SEGUNDO). SEGÚN EL DIELÉCTRICO USADO SE PUEDEN DISTINGUIR ESTOS TIPOS COMERCIALES: KS: STYROFLEX, CONSTITUIDOS POR LÁMINAS DE METAL Y POLIESTIRENO COMO DIELÉCTRICO. KP: FORMADOS POR LÁMINAS DE METAL Y DIELÉCTRICO DE POLIPROPILENO. MKP: DIELÉCTRICO DE POLIPROPILENO Y ARMADURAS DE METAL VAPORIZADO. MKY: DIELÉCTRICO DE POLIPROPILENO DE GRAN CALIDAD Y LAMINAS DE METAL VAPORIZADO. MKT: LÁMINAS DE METAL VAPORIZADO Y DIELÉCTRICO DE TERAFTALATO DE POLIETILENO (POLIÉSTER). MKC: MAKROFOL, METAL VAPORIZADO PARA LAS ARMADURAS Y POLICARBONATO PARA EL DIELÉCTRICO. Tipo CapacidadToleranciaTensiónTemperatura KS 2pF-330nF+/-0.5%,+/-5%25V-630V-55ºC-70ºC KP2pF-100nF+/-1%,+/-5%63V-630V-55ºC-85ºC MKP1.5nF-4700nF+/-5%,+/-20%0.25KV-40KV-40ºC-85ºC MKY100nF-1000nF+/-1%,+/-5%0.25KV-40KV-55ºC-85ºC MKT680pF-0.01mF+/-5%,+/-20%25V-630V-55ºC-100ºC MKC1Nf-1000nF+/-5%,+/-20%25V-630V-55ºC-100ºC

50 Condensadores ajustables Condensadores de tantalio Capacitores de poliester

51 Se emplean en circuitos oscilantes y para sintonizar emisoras de radio.

52 Estos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertos límites. Igual que pasa con las resistencias podemos distinguir entre capacitores variables, su aplicación conlleva la variación con cierta frecuencia (por ejemplo sintonizadores); y capacitores ajustables o trimmers, que normalmente son ajustados una sola vez (aplicaciones de reparación y puesta a punto). La variación de la capacidad se lleva a cabo mediante el desplazamiento mecánico entre las placas enfrentadas. La relación con que varían su capacidad respecto al ángulo de rotación viene determinada por la forma constructiva de las placas enfrentadas, obedeciendo a distintas leyes de variación, entre las que destacan la lineal, logarítmica y cuadrática corregida.

53 UN CONDENSADOR VARIABLE ES UN CONDENSADOR CUYA CAPACIDAD PUEDE SER MODIFICADA INTENCIONALMENTE DE FORMA MECÁNICA O ELECTRÓNICA. SON CONDENSADORES PROVISTOS DE UN MECANISMO TAL QUE, O BIEN TIENEN UNA CAPACIDAD AJUSTABLE ENTRE DIVERSOS VALORES A ELEGIR, O BIEN TIENEN UNA CAPACIDAD VARIABLE DENTRO DE GRANDES LÍMITES. LOS PRIMEROS SE LLAMAN TRIMMERS Y LOS SEGUNDOS CONDENSADORES DE SINCRONIZACIÓN, Y SON MUY UTILIZADOS EN RECEPTORES DE RADIO, TV, ETCÉTERA, PARA IGUALAR LA IMPEDANCIA EN LOS SINTONIZADORES DE LAS ANTENAS Y FIJAR LA FRECUENCIA DE RESONANCIA PARA SINTONIZAR LA RADIO.

54 SECCIONES MÚLTIPLES A menudo, se fijan las múltiples secciones del estator/rotor una detrás de otra sobre el mismo eje, lo que permite que varios circuitos de sintonización se puedan regular usando el mismo control, por ejemplo un preselector, un filtro de entrada y el correspondiente oscilador de un circuito receptor. Las secciones pueden tener la misma u otra capacidad nominal, por ejemplo 2 x 330 pF para un filtro de AM y un oscilador, y 3 x 45 pF para dos filtros y un oscilador en la sección FM del mismo receptor. Los condensadores con múltiples secciones incluyen a menudo condensadores de ajuste de aire en paralelo a las secciones variables, usadas para regular todos los circuitos de sintonización a la misma frecuencia.

55 MARIPOSA UN CONDENSADOR DE MARIPOSA ES UN TIPO DE CONDENSADOR VARIABLE CON DOS CONJUNTOS INDEPENDIENTES DE PLACAS DE ESTATOR ENFRENTADAS, Y UN ROTOR EN FORMA DE MARIPOSA, COLOCADO DE FORMA QUE AL GIRAR EL ROTOR VARÍEN POR IGUAL LAS CAPACIDADES ENTRE EL ROTOR Y EL ESTATOR. LOS CONDENSADORES DE MARIPOSA SE USAN EN CIRCUITOS DE SINTONIZACIÓN SIMÉTRICOS, POR EJEMPLO FASES DE AMPLIFICADORES RF DE POTENCIA EN CONFIGURACIÓN EMPUJAR- TIRAR O SINTONIZADORES DE ANTENA SIMÉTRICOS DONDE EL ROTOR NECESITE SER ENFRIADO, COMO AL CONECTARLO A UN RF (PERO NO NECESARIAMENTE DC) POTENCIAL DE TIERRA. MIENTRAS EL PICO DE CORRIENTE RF FLUYE NORMALMENTE DE UN ESTATOR AL OTRO SIN PASAR POR LOS CONTACTOS ABSORBENTES, LOS CONDENSADORES EN MARIPOSA PUEDEN SOPORTAR CORRIENTES RF DE GRAN RESONANCIA, POR EJEMPLO ANTENAS DE CUADRO DE CAMPO MAGNÉTICO. EN UN CONDENSADOR DE MARIPOSA, LOS ESTATORES Y CADA MITAD DEL ROTOR PUEDE CUBRIR SOLAMENTE UN ÁNGULO MÁXIMO DE 90º YA QUE DEBE DE HABER UNA POSICIÓN SIN SOLAPAMIENTO ENTRE ROTOR Y ESTATOR CORRESPONDIENTE A LA CAPACIDAD MÍNIMA, POR LO QUE UN GIRO DE SÓLO 90º CUBRE EL RANGO ENTERO DE CAPACIDADES

56 ESTÁTOR FRACCIONADO EL CONDENSADOR VARIABLE DE ESTATOR FRACCIONADO ESTÁ ESTRECHAMENTE RELACIONADO Y NO TIENE LA LIMITACIÓN DEL ÁNGULO DE 90º YA QUE USA DOS PAQUETES SEPARADOS DE ELECTRODOS DE ROTOR DISPUESTOS AXIALMENTE UNO DETRÁS DE OTRO. EN CAMBIO, EN UN CONDENSADOR CON VARIAS SECCIONES, LAS PLACAS DEL ROTOR DE UN CONDENSADOR DE ESTATOR FRACCIONADO SE MONTAN EN CARAS OPUESTAS DEL EJE DEL ROTOR. UN CONDENSADOR DE ESTATOR FRACCIONADO SE BENEFICIA DE ELECTRODOS MÁS GRANDES COMPARADO CON UN CONDENSADOR DE MARIPOSA, ASÍ COMO TAMBIÉN DE UN ÁNGULO DE ROTACIÓN DE HASTA 180º, MIENTRAS QUE LA SEPARACIÓN DE LAS PLACAS DEL ROTOR PROVOCA ALGUNAS PÉRDIDAS YA QUE LA CORRIENTE RF TIENE QUE ATRAVESAR EL EJE DEL ROTOR EN LUGAR DE CIRCULAR DIRECTAMENTE A TRAVÉS DE CADA ASPA DEL ROTOR.

57 ELECTRÓNICAMENTE VARIABLES EL GROSOR DE LA CAPA REDUCTORA DE UN DIODO SEMICONDUCTOR POLARIZADO DE FORMA INVERSA CON EL VOLTAJE DC APLICADO A TRAVÉS DEL DIODO. CUALQUIER DIODO MUESTRA ESTE EFECTO (INCLUYENDO UNIONES P/N) EN TRANSISTORES), PERO LOS DISPOSITIVOS VENDIDOS ESPECÍFICAMENTE COMO DIODOS DE CAPACITANCIA VARIABLE (TAMBIÉN LLAMADOS VARACTORES) ESTÁN DISEÑADOS CON UNA GRAN ÁREA DE UNIÓN Y UN PERFIL DE DOPAJE ESPECÍFICAMENTE DISEÑADO PARA MAXIMIZAR LA CAPACITANCIA. SU USO ESTÁ LIMITADO A BAJAS AMPLITUDES DE SEÑAL PARA EVITAR OBVIAS DISTORSIONES MIENTRAS QUE LA CAPACITANCIA SE VERÍA AFECTADA POR EL CAMBIO EN EL VOLTAJE DE LA SEÑAL, IMPIDIENDO SU USO EN LAS FASES DE ENTRADA DE LOS RECEPTORES DE COMUNICACIONES RF DE ALTA CALIDAD, DONDE AÑADIRÍAN NIVELES INACEPTABLES DE INTERMODULACIÓN. EN FRECUENCIAS VHF Y UHF, POR EJEMPLO EN RADIO FM O SINTONIZADORES DE TELEVISIÓN, EL RANGO DINÁMICO ESTÁ LIMITADO POR EL RUIDO EN VEZ DE POR LOS GRANDES REQUISITOS DE MANEJO DE SEÑALES, Y LOS VARACTORES SE USAN COMÚNMENTE EN EL RECORRIDO DE LA SEÑAL.

58 TRANSDUCTORES LA CAPACIDAD DE LOS VARACTORES SE USA A VECES PARA CONVERTIR UN FENÓMENO FÍSICO EN SEÑALES ELÉCTRICAS. EN UN MICRÓFONO CONDENSADOR, EL DIAFRAGMA ACTÚA COMO UNA PLACA DE UN CONDENSADOR Y LAS VIBRACIONES PRODUCEN CAMBIOS EN LA DISTANCIA ENTRE EL DIAFRAGMA Y LA PLACA FIJA, CAMBIANDO EL VOLTAJE EXISTENTE ENTRE LAS PLACAS DEL CONDENSADOR. ALGUNOS TIPOS DE SENSORES INDUSTRIALES UTILIZAN UN CONDENSADOR COMO ELEMENTO PARA CONVERTIR CANTIDADES FÍSICAS, COMO PRESIÓN, DESPLAZAMIENTO O HUMEDAD RELATIVA EN UNA SEÑAL ELÉCTRICA COMO OBJETO DE MEDIDA. LOS SENSORES CAPACITATIVOS SE PUEDEN USAR TAMBIÉN EN LUGAR DE INTERRUPTORES, POR EJEMPLO EN TECLADOS DE ORDENADORES O EN BOTONES TÁCTILES DE ASCENSORES QUE NO TIENEN PARTES MÓVILES.

59 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, PERO ARDEN EN CASO DE QUE SE POLARICEN INVERSAMENTE.

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61 CARGA DEL CAPACITOR CUANDO EL INTERRUPTOR SE MUEVE A A, LA CORRIENTE I SUBE BRUSCAMENTE (COMO UN CORTOCIRCUITO) Y TIENE EL VALOR DE I = E / R AMPERIOS (COMO SI EL CONDENSADOR NO EXISTIERA MOMENTÁNEAMENTE EN ESTE CIRCUITO SERIE RC), Y POCO A POCO ESTA CORRIENTE VA DISMINUYENDO HASTA TENER UN VALOR DE CERO (VER EL DIAGRAMA INFERIOR). EL VOLTAJE EN EL CONDENSADOR NO VARÍA INSTANTÁNEAMENTE Y SUBE DESDE 0 VOLTIOS HASTA E VOLTIOS (E ES EL VALOR DE LA FUENTE DE CORRIENTE DIRECTA CONECTADO EN SERIE CON R Y C, VER DIAGRAMA 1). EL TIEMPO QUE SE TARDA EL VOLTAJE EN EL CONDENSADOR (VC) EN PASAR DE 0 VOLTIOS HASTA EL 63.2 % DEL VOLTAJE DE LA FUENTE ESTÁ DATO POR LA FÓRMULA T = R X C DONDE R ESTÁ EN OHMIOS Y C EN MILIFARADIOS Y EL RESULTADO ESTARÁ EN MILISEGUNDOS. DESPUÉS DE 5 X T (5 VECES T) EL VOLTAJE HA SUBIDO HASTA UN 99.3 % DE SU VALOR FINAL AL VALOR DE T SE LE LLAMA "CONSTANTE DE TIEMPO"

62 ANALIZAN LOS DOS GRÁFICOS SE PUEDE VER QUE ESTÁN DIVIDIDOS EN UNA PARTE TRANSITORIA Y UNA PARTE ESTABLE. LOS VALORES DE IC Y VC VARÍAN SUS VALORES EN LA PARTE TRANSITORIA (APROXIMADAMENTE 5 VECES LA CONSTANTE DE TIEMPO T), PERO NO ASÍ EN LA PARTE ESTABLE. LOS VALORES DE VC E IC EN CUALQUIER MOMENTO SE PUEDEN OBTENER CON LAS SIGUIENTES FÓRMULAS: VC = E + ( VO - E) X E -T/ T, VO ES EL VOLTAJE INICIAL DEL CONDENSADOR (EN MUCHOS CASOS ES 0 VOLTIOS) IC = ( E - VO ) X E -T/ T / R VO ES EL VOLTAJE INICIAL DEL CONDENSADOR (EN MUCHOS CASOS ES 0 VOLTIOS) VR = E X E -T/ T DONDE : T = R X C

63 DESCARGA EL INTERRUPTOR ESTÁ EN B. ENTONCES EL VOLTAJE EN EL CONDENSADOR VC EMPEZARÁ A DESCENDER DESDE VO (VOLTAJE INICIAL EN EL CONDENSADOR). LA CORRIENTE TENDRÁ UN VALOR INICIAL DE VO / R Y DISMINUIRÁ HASTA LLEGAR A 0 (CERO VOLTIOS). LOS VALORES DE VC E I EN CUALQUIER MOMENTO SE PUEDEN OBTENER CON LAS SIGUIENTES FÓRMULAS: VC = VO X E -T / T I = -(VO / R) E -T / T DONDE: T = RC ES LA CONSTANTE DE TIEMPO

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66 LA RESISTENCIA ESTA INTERCALADA EN EL CIRCUITO CON EL FIN DE QUE LA CARGA NO SEA MUY RÁPIDA Y SE SUPONE QUE ES DEL VALOR CONVENIENTE. LA CORRIENTE DE CARGA ES MÁXIMA EN EL INSTANTE EN EL QUE SE CIERRA EL INTERRUPTOR POR QUE EL NUMERO DE ELECTRONES QUE SALEN DE UNA PLACA Y SE DESPLAZAN HASTA LA OTRA SERA MÁXIMO. EN EL INSTANTE EN QUE COMIENZA LA CORRIENTE, NO HAY TENSIÓN ENTRE LAS PLACAS DEL CONDENSADOR A CAUSA DE QUE LA TENSIÓN DE LA BATERIA SERA LA MISMA QUE EXISTA ENTRE LOS EXTREMOS DEL RESISTOR. POR CONSIGUIENTE, LA CORRIENTE INICIAL ES IGUAL A LA TENSIÓN EN LA BATERIA DIVIDIDA POR LA RESISTENCIA DE R ASI, EN EL INSTANTE INICIAL O TIEMPO CERO, O SEA CUANDO SE CIERRA EL INTERRUPTOR, HABRA LA MÁXIMA CORIENTE Y LA TENSIÓN SERÁ NULA ENTRE LAS PLACAS DEL CONDENSADOR.

67 LA CORRIENTE EMPIEZA INMEDIATAMENTE A CARGAR EL CONDENSADOR Y ENTRE LAS PLACAS DE ESTE APARECERA UNA PEQUEÑA TENSIÓN QUE SERA PROPORCIONAL A SU CARGA. COMO ESTA TENSIÓN SE OPONE A LA DE LA BATERÍA, SE RESTARA DE ÉSTA. ADEMÁS, AHORA EL CONDENSADOR CONTIENE ALGUNA CANTIDAD DE CARGA, LA CORRIENTE SE REDUCIRÁ. ASÍ DESPUÉS DE CERRAR EL INTERRUPTOR LA CORRIENTE, DESMINUIRÁ Y LA TENSIÓN ENTRE LAS PLACAS DE C AUMENTARÁ. CUANDO C ESTE COMPLETAMENTE CARGADO LA TENSIÓN QUE HABRÁ ENTRE LAS PLACAS SERA IGUAL A LA DE LA BATRIA. EN ESTE INSTANTE NO HABRA CORRIENTE EN EL CIRCUITO, LA TENSIÓN ENTRE LOS EXTREMOS DEL RESISTOR SERÁ NULA Y LA CORRIENTE QUE DEJA PASAR EL CONDENSADOR SERA CERO. EL AMPERIO SERÁ DEFINIDO COMO CANTIDAD O INTENSIDAD DE CORRIENTE QUE TRANSPORTA UN COLOMBIO DE ELECTRONES POR SEGUNDO, O I=Q/T DONDE: I = CORRIENTE, AMPERIOS Q = CARGA, COLOMBIOS T = TIEMPO, SEGUNDOS

68 SI LA TENSIÓN ENTRE LAS PLACAS DEL CONDENSADOR ES IGUAL A E/ T SIENDO E LA TENSIÓN ENTRE LAS PLACAS DEL CONDENSADOR Y T EL TIEMPO EN SEGUNDOS. COMO: C = Q/E LA CORRIENTE EN AMPERIOS SE CALCULA POR I= CE /T DE ESTO SE PUEDE SACAR ALGUNAS CONCLUSIONES IMPORTANTES. PARA UNA RESISTENCIA Y UNA TENSIÓN DADAS, UN CONDENSADOR PEQUEÑO ( POCA CAPACIDAD ) SE CARGARA EN MENOS TIEMPO QUE UN CONDENSADOR GRANDE. UNA DISMINUCIÓN DE C ORIGINARÁ UNA DISMINUCIÓN DE Q. SI SE DISMINUYE, EL TIEMPO DE CARGA T TAMBIÉN CONDENSADOR Y R P REPRESENTA LA RESISTENCIA DEL DIELÉCTRICO. EN CONDENSADORES DE ALTA CALIDAD EL VALOR DE R P ES EXTREMADAMENTE ALTO, DE VARIOS MEGOHMIOS. EN CIERTOS CONDENSADORES ELECTROLÍTICOS EL VALOR DE R P PUEDE SER TAN BAJO COMO UN DÉCIMA DE MEGOHMIO, O SEA OHOMIOS.

69 LA CANTIDAD TOTAL DE CARGA QUE UN CONDENSADOR DADO PUEDE TENER ES IGUAL AL PRODUCTO DE LA CAPACIDAD EN FARADIOS, POR LA TENSIÓN EXISTENTE ENTRE LAS PLACAS O TERMINALES DEL CONDENSADOR, EXPRESADA EN VOLTIOS. Q = CE HAY QUE TENER PRESENTE QUE Q ( CARGA EN CULOMBIOS ) ES LA CANTIDAD O NUMERO DE ELECTRONES, MIENTRAS LA VELOCIDAD CON QUE EL CONDENSADOR RECIBE ESTA CANTIDAD DE ELECTRONES ES LA CORRIENTE DEL CIRCUITO, O CULOMBIOS POR SEGUNDO. EN UN CIRCUITO DE C.A. t I MED = C E MAX ESTO SIGNIFICA QUE LA CORRIENTE ( I MED ) CANDO SE CARGA UN CONDENSADOR ES IGUAL AL PRODUCTO DE LA CAPACIDAD POR LA VELOCIDAD DE VARIACIÓN DE LA TENSIÓN. ASÍ LA CORRIENTE EN UN CIRCUITO CAPACITIVO DEPENDE PRINCIPALMENTE DE TRES FACTORES. VALOR DEL CONDENSADOR ( CUANDO C AUMENTE, I AUMENTA ). TENSIÓN APLICADA ENTRE LOS TERMINALES DEL CONDENSADOR ( CUANDO E AUMENTA, I AUMENTA ). TIEMPO DE CARGA ( CUANDO T AUMENTA, I DISMINUYE ).

70 CUANDO SE APLICA UNA TENSIÓN ENTRE LAS TERMINALES O PLACAS DE UN CONDENSADOR, ÉSTE NO PRESENTARÁ INICIALMENTE EN LA PRÁCTICA RESISTENCIA ALGUNA, LO QUE PERMITE QUE SE ESTABLEZCA UNA CORRIENTE DE GRAN INTENSIDAD. EN EFECTO, EL CONDENSADOR SE OPONE A LA TENSIÓN PRODUCTORA DE LA CORRIENTE. POR OTRA PARTE, CUANDO SE SUPRIME LA TENSIÓN APLICADA AL CONDENSADOR, LA CORRIENTE TENDERÁ A MANTENER AQUELLA TENSIÓN. POR CONSIGUIENTE, EL EFECTO INDUCTIVO SE OPONE AL CORRIENTE MIENTRAS EL EFECTO CAPASITIVO SE OPONE A LA TENSIÓN. TAMBIÉN ESTO ES UNA CLASE DE INERCIA.

71 CAPACITANCIA ESTE EFECTO DE CAPACITANCIA DE POR EJEMPLO SI DOS PLACAS PARALELAS DE UN MATERIAL CONDUCTOR, SEPARADAS POR UN HUECO DE AIRE, SE HAN CONECTADO A UNA BATERÍA MEDIANTE UN INTERRUPTOR T UN RESISTOR. SI LAS PLACAS PARALELAS ESTÁN INICIALMENTE DESCARGADAS Y SE DEJA EL INTERRUPTOR ABIERTO, NO EXISTIRÁ NINGUNA CARGA POSITIVA NI NEGATIVA NETA EN NINGUNA DE LAS PLACAS; SIN EMBARGO, EN EL MOMENTO EN QUE SE CIERRE EL INTERRUPTOR, SE ATRAERAN ELECTRONES A TRAVÉS DEL CONDUCTOR SUPERIOR Y POR EL RESISTOR A LA TERMINAL POSITIVA DE LA BATERIA. ESTA ACCIÓN CREA UNA CARGA POSITIVA NETA EN LA PLACA SUPERIOR. LA TERMINAL NEGATIVA REPELE ELECTRONES POR EL CONDUCTOR INFERIOR A LA PLACA INFERIOR Y AL MISMO TIEMPO, LA PLACA SUPERIOR ATRAE ESOS ELECTRONES. ESTA TRANSFERENCIA DE ELECTRONES CONTINUA HASTA QUE LA DIFERENCIA DE POTENCIAL A TRAVÉS DE LAS PLACAS PARALELAS ES EXACTAMENTE IGUAL A LA FUERZA ELECTROMOTRIZ DE LA BATERÍA. EL RESULTADO FINAL ES UNA CARGA POSITIVA NETA EN LA PLACA SUPERIOR Y UNA CARGA NEGATIVA EN LA INFERIOR. EL CAPACITOR, CONSTRUIDO SIMPLEMENTE CON DOS PLACAS CONDUCTORAS PARALELAS SEPARADAS POR UN MATERIAL AISLANTE, TIENE UNA MEDIDA QUE LA: CAPACITANCIA. ES UNA MEDIDA DE LA EFICIENCIA DE UN CAPACITOR PARA ALMACENAR CARGA EN SUS PLACAS. UN CAPACITOR TIENE UNA CAPACIDAD DE UN FARAD SI SE DEPOSITA EN LAS PLACAS UNA CARGA DE UN COULOMB MEDIANTE UNA DIFENCIA DE POTENCIAL DE UN VOLT ENTRE LAS PLACAS. SI SE EXPRESA EN FORMA DE ECUACIÓN, LA CAPACITANCIA SE DETERMINARA POR MEDIO DE : C = Q / V C = FARADS. Q = COULOMBS V = VOLTS

72 LA CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR DEPENDE DEL TIPO DE DIELÉCTRICO, EL ÁREA DE LAS PLACAS Y LA DISTANCIA ENTRE ELLAS.

73 DIELÉCTRICO EL MEDIO QUE SEPARA LAS PLACAS DE UN CONDENSADOR SE LLAMA DIELECTRICO, Y ESTA CONSTITUIDO POR UN MATERIAL NO CNDUCTOR. EL AIRE MISMO ES UN DIELECTRICO, Y MUCHOS CONDENSADORES EMPLEADOS EN APLICACIONES ELECTRÓNICAS SON DE LA VARIEDAD DE DIELECTRICO DE AIRE. DIFERENTES DIELECTRICOS PRODUCEN DIFERENTES CAPACIDADES. POR EJEMPLO, UN CONDENSADOR ACUSARA UN MARCADO AUMENTO DE CAPACIDAD SI SU DIELECTRICO ES MICA EN VEZ DE AIRE. LA APTITUD DEL MATERIAL DIELÉCTRICO PARA AUMENTAR LA CAPACIDAD SE LLAMA CONSTANTE DILECTRICA, RIGIDEZ. CUANDO LA CONSTANTE DIELECTRICA ES MAYOR, LA CAPACIDAD AUMENTA.

74 DISTANCIA EL DIELÉCTRICO SE OPONE AL ESTABLECIMIENTO DE LAS LINEAS ELECTROESTÁTICAS DE FUERZA ENTRE PLACAS. LA CARGA DE UN CONDENSADOR IMPLICA UN TRABAJO A CAUSA DE QUE EL DIELECTRICO SE OPONE A QUE SE ESTABLEZCAN ESTAS LINEAS, O EL DESPLAZAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO NORMAL DENTRO DEL DIELECTRICO. LA ENERGÍA DE LA FUENTE DE CARGA ES ALMACENADA CON ENERGIA ELECTROESTÁTICA EN EL DIELECTRICO Y ES DEVUELTA AL CIRCUITO CUANDO SE DESCARGA EL CONDENSADOR. SIN EMBARGO, COMO ES NECESARIA UN FUERZA PARA DEFORMAR LAS ORBITAS DE LOS ELECTRONES EN EL DIELECTRICO, LA REDUCCIÓN DEL ESPESOR DEL DIELECTRICO DA POR RESULTADO UNA REDUCCIÓN DE LA OPOSICIÓN AL FLUJO ELECTROESTÁTICO. POR CONSIGUIENTE, SI LA SEPARACIÓN ENTRE LAS PLACAS SE REDUCE EMPLEANDO UN DIELECTRICO MAS DELGADO, EL RESULTADO SERA UN AUMENTO DE LA CAPACIDAD DEL CONDENSADOR.

75 AREA DE LAS PLACAS PUESTO QUE LAS PLACAS GRANDES PRESENTAN MAYOR AREA PARA LA DISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES QUE LAS PLACAS PEQUEÑAS, EL AUMENTO DEL AREA DE LA PLACAS AUMENTARA LA CARGA A IGUALDAD DE TENSIÓN Y POR CONSIGUIENTE AUMENTARA LA CAPACIDAD. POR LA DEFINICIÓN DE CAPACIDAD RESULTA EVIDENTE QUE EL NUMERO DE ELECTRONES QUE FLUYEN DE UNA A OTRA PLACA SERA DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL ÁREA DE LA PLACA. LA CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR ES PUES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL ÁREA ACTIVA DE SUS PLACAS Y A MAYOR AREA, MAYOR CAPACIDAD.

76 ASOCIACIÓN DE CAPACITORES EN SERIE. Si, del negativo de la batería, fluyen hacia la armadura de la derecha, por ejemplo, tres electrones, estos inducen en la placa enfrentada a ella tres cargas positivas, es decir, la abandonan tres electrones, que irán a parar a la armadura siguiente, que, a su vez, inducirá una carga de +3 en la siguiente, étc. La conclusión final es que la CARGA que adquieren los capacitores es LA MISMA para todos. q 1 = q 2 = q 3 = q Las DIFERENCIAS DE POTENCIAL, en cambio, al estar en serie se SUMAN, y dicha suma será igual al potencial V de la batería. V = V 1 + V 2 + V 3 Teniendo en cuenta que la relación entre la carga q y la tensión V de un condensador es su capacidad C C = q / V diremos que el potencial V que adquiere un condensador es: V = q / C por lo que diremos que en nuestro circuito tendremos: V 1 = q 1 / C 1 V 2 = q 2 / C 2 V 3 = q 3 / C 3 pero como ya hemos dicho que: V = V 1 + V 2 + V 3 = q 1 / C 1 + q 2 / C 2 + q 3 / C 3 como quiera que las cargas de los tres capacitores en serie es la misma q = q 1 = q 2 = q 3 V = q x[ 1/ C / C / C 3 ] por lo que: V / q = 1/ C T = 1/ C / C / C 3

77 Asociación de capacitores en paralelo. En este caso, lo que es igual para todos los capacitores es, obviamente, la DIFERENCIA DE POTENCIAL, impuesta por el generador. V = V 1 + V 2 + V 3 En cambio, la CARGA TOTAL entregada por este debe ser igual a la SUMA de las cargas almacenadas en los capacitores q T = q 1 + q 2 + q 3 Como quiera que q = C x V y V = V 1 + V 2 + V 3 tendremos para cada uno de los capacitores: q 1 = C 1 x V q 2 = C 2 x V q 3 = C 3 x V Así pues: q T = q 1 + q 2 + q 3 = C 1 x V + C 2 x V + C 3 x V = V x ( C 1 + C 2 + C 3 ) q T / V = C T = C 1 + C 2 + C 3

78 DA CLICK DERECHO EN LA IMAGEN Y SELECCIONA ABRIR HIPERVINCULO

79 GUÍA PARA MEDICIONES ELECTRÓNICAS Y PRÁCTICAS DE LABORATORIO STANLEY WOLF PRENTICE – HALL HISPANOAMERICANA ANÁLISIS DE CIRCUITOS INTRODUCTORIOS L. BOYLESTAD FÍSICA -CONCEPTOS Y APLICACIONES TIPPENS FÍSICA GENERAL SERWAY INVESTIGACIONES EN PÁGINAS VARIAS DE INTERNET


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