Capacitores y Ultracapacitores

Presentación del tema: "Capacitores y Ultracapacitores"— Transcripción de la presentación:

1 Capacitores y Ultracapacitores
Alumnos: Diego Topalian Javier Gonzalez Juan Manuel Castro Mercedes Castro Evans Ricardo Krasnov

2 Agenda Capacitores Uso de los Capacitores en la actualidad
Ultracapacitores Uso de los Ultracapacitores en la actualidad Futuro de los Ultracapacitores Capacitores vs Baterías

3 Agenda Capacitores Uso de los Capacitores en la actualidad
Ultracapacitores Uso de los Ultracapacitores en la actualidad Futuro de los Ultracapacitores Capacitores vs Baterías

4 Capacitor - ¿Qué es? Un capacitor o condensador eléctrico es un componente:  eléctrico (trabaja con corrientes y voltajes) pasivo (no proporciona ganancia ni excitación)  de dos terminales (que puede ser simétrico o bien, polarizado), y que acumula carga eléctrica. 

5 Principales Características
Fijo o variable Electrolítico o no, Con o sin polaridad y Material del dieléctrico Capacidad eléctrica nominal C (en pF, nF, μF o en mF) Tolerancia de la capacitancia (en %) Voltaje máximo de operación ΔVmax (en V ó kV) Temperatura máxima o Rango de temperatura de operación (en °C) Tipo de encapsulado y terminales para montaje (axial o no, superficial o no) 

6 Construcción Un capacitor está construido con dos electrodos, placas o "armaduras" metálicas muy próximas, separadas por un aislante denominado "dieléctrico", que puede ser el aire, un líquido, aceite, pasta, papel con parafina o cera, o un sólido rígido.  Los capacitores "electrolíticos" tienen polaridad: un terminal “-” debe estar siempre a igual o menor potencial que el otro terminal “+”. En estos capacitores, el dieléctrico es generalmente un electrolito líquido viscoso o una pasta salina. Los dieléctricos sólidos rígidos pueden ser de materiales cerámicos como por ejemplo mica, vidrio, compuestos de tantalio, porcelana, o bien de polímeros como poliester (mylar), poliestireno, policarbonato, polipropileno o teflon. 

7 Funcionamiento

8 Tamaño El tamaño del capacitor depende principalmente de tres parámetros: de la capacidad C del voltaje máximo (ΔV)max de la constante dieléctrica ke del dieléctrico En particular, en computación y sistemas digitales portátiles o miniaturizados (memorias, pendrives, MP3, etc.) se usan cerámicas avanzadas ferroeléctricas de altísimas constantes dieléctricas.

9 Tamaño

10 Agenda Capacitores Uso de los Capacitores en la actualidad
Ultracapacitores Uso de los Ultracapacitores en la actualidad Futuro de los Ultracapacitores Capacitores vs Baterías

11 En la actualidad Los capacitores se emplean en un sinnúmero de aplicaciones dentro del campo de la Electricidad y la Electrónica.

12 Aplicación de Capacitores
El flash electrónico. Tubos fluorescentes. Circuitos de tiempo.

13 Aplicación de Capacitores
Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión. Disminuir el consumo de intensidad en las instalaciones eléctricas. Permitir el arranque de motores. Convertir la tensión alterna en continua

14 Agenda Capacitores Uso de los Capacitores en la actualidad
Ultracapacitores Uso de los Ultracapacitores en la actualidad Futuro de los Ultracapacitores Capacitores vs Baterías

15 ULTRACAPACITORES

16 Clasificación Condensadores de doble capa Pseudocapacitores
Capacitores híbridos

17 Aspecto Teórico Batería Colectores Electrodo Polarizado
Capa Doble de Helmholtz Electrolito con Iones negativos y positivos Separador

18 Principios de Funcionamiento
Doble capa de capacitancia electroestática

19 Principios de Funcionamiento
Pseudocapacitancia

20 Ciclo de Vida

21 Agenda Capacitores Uso de los Capacitores en la actualidad
Ultracapacitores Uso de los Ultracapacitores en la actualidad Futuro de los Ultracapacitores Capacitores vs Baterías

22 Aplicación de los ultracapacitores
Almacenamiento de energia. Sistema de transferencia de potencia. Back-Up Power Regenerative Power Burst Power Quick Charge Cold Starting

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24 Ventajas de los ultracapacitores
Gran período de operación Capacidad de manejar altos valores de corriente Valor de carga fácil de monitorear Alta eficiencia Gran rango de tensión Gran rango de temperatura Ciclos de funcionamiento largos Facilidad de mantenimiento

25 Nuevos materiales para su construcción
Silicio Grafeno Arcilla Polímeros Óxidos de metales de transición Nanotubos

26 Ventajas del Grafeno Gran flexibilidad Transparente
Elevada conductividad térmica y eléctrica Elasticidad y dureza Resistencia (200 mayor que la del acero) Capaz de lograr adherencia a otras partículas Generación de electricidad al ser expuesto a la luz Autoreparacion Razón Superficie/ Volumen

27 Diferencias de capacidad

28 Futuras aplicaciones de los ultracapacitores
Automotriz Aeroespacial Apoyo energético Almacenamiento de energía Sistemas de transferencia de potencia Industria Blindajes

29 Agenda Capacitores Uso de los Capacitores en la actualidad
Ultracapacitores Uso de los Ultracapacitores en la actualidad Futuro de los Ultracapacitores Ultracapacitores vs Baterías

30 Ultracapacitor vs Bateria
Estructura de una Bateria Está compuesta de celdas electroquímicas Estas celdas consisten en dos electrodos separados por una distancia El espacio entre ellos se rellena con un electrolito, (compuesto que convierte en iones cuando es disuelto en cierto solvente) La energía se almacena en el compuesto que crea los electrones.

31 Ultracapacitor vs Bateria

32 Ultracapacitor vs Bateria
Batería Mas conocida es lithium-ion Almacena la energía en una reaccion química. Carga y descarga mas lenta Mayor capacidad de almacenamiento Menos vida util

33 Ultracapacitor vs Bateria
Almacena la energía en un campo eléctrico Carga y descarga mas rápida Menor capacidad de almacenamiento (5% de una bateria de lithium-ion) Mayor vida util

34 Ultracapacitor vs Bateria
Trabajo en conjunto: Los ultracapacitores son muy efectivos, sin embargo, aceptando o entregando energía de forma repentina, lo que los hace buenos compañeros para las baterías de lithium-ion. Por ejemplo, en un auto eléctrico, un ultracapacitor puede proveer la energía necesaria para la aceleración, mientras que la batería alimenta el sistema y recarga el capacitor entre entregas de energía.

35 Ultracapacitor vs Bateria
Densidad de Potencia / Densidad de Energía Densidad de energía es la cantidad de energía almacenadada en un sistema dado, por unidad de volumen o masa. Densidad de potencia es la cantidad de potencia por unidad de volumen. En dispositivos como las baterias refiere a un volumen y es expresado como W/m3

36 Ultracapacitor vs Bateria
Densidad de Potencia / Densidad de Energía

37 Ultracapacitor vs Bateria
Comparación

38 Agenda Capacitores Uso de los Capacitores en la actualidad
Ultracapacitores Uso de los Ultracapacitores en la actualidad Futuro de los Ultracapacitores Ultracapacitores vs Baterías

39 ¡Gracias!