martes, 11 de junio de 2019

¿Que es un Condensador electrónico y que Funcion cumple?




Un condensador es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica en forma de diferencia de potencial para liberarla posteriormente. También se suele llamar capacitor eléctrico. En la siguiente imagen vemos varios tipos diferentes.

Recuerda que la carga eléctrica es la cantidad de electricidad o potencial. Si no tienes claro lo que es la carga o quieres saber más sobre carga y otras magnitudes te recomendamos el siguiente enlace: Magnitudes Eléctricas.

 Veamos el funcionamiento de un Condensador

¿Cómo almacena la Carga el Condensador?

Para almacenar la carga eléctrica, utiliza dos placas o superficies conductoras en forma de láminas separadas por un material dieléctrico (aislante). Estas placas son las que se cargarán eléctricamente cuando lo conectemos a una batería o a una fuente de tensión. Las placas se cargarán con la misma cantidad de carga (q) pero con distintos signos (una + y la otra -). Una vez cargado ya tenemos entre las dos placas una d.d.p o tensión, y estará preparado para soltar esa carga cuando lo conectemos a un receptor de salida.

El material dieléctrico que separa las placas o láminas suele ser aire, tantalio, papel, aluminio,
cerámica y ciertos plásticos, depende del tipo de condensador. Un material dieléctrico es usado para aislar componentes eléctricamente entre si, por eso deben de ser buenos aislantes. En el caso del condensador separa las dos láminas con carga eléctrica.

La cantidad de carga eléctrica que almacena se mide en Faradios. Esta unidad es muy grande, por eso se suele utilizar el microfaradio, 10 elevado a menos 6 faradios. 1 µF = 10-6 F. También se usa una unidad menor el picofaradio, que son 10 elevado a menos 12 Faradios. 1 pF = 10-12 F.

Esta cantidad de carga que puede almacenar un condensador, se llama Capacidad del Condensador y viene expresada por la siguiente fórmula:

C = q / V

q = a la carga de una de los dos placas. Se mide en Culombios.

V = es la tensión o d.d.p entre los dos extremos o placas o lo que es lo mismo la tensión del condensador. Se mide en voltios.

Según la fórmula un condensador con una carga de 1 Culombio y con una tensión de 1 Voltio, tendrá una capacidad de 1 Faradio. Como ya dijimos antes este condensador sería enorme, ya que 1 Faradio es una unidad de capacidad muy grande (ocuparía un área aproximada de 1.011m2, que en la práctica es imposible).


 Podríamos despejar la tensión del condensador en la fórmula anterior y quedaría:

 V = q / C

Carga y Descarga de Un Condensador

Un condensador no se descarga instantáneamente, lo mismo que ocurre si queremos pasar en un coche de 100Km/h a 120Km/h, no podríamos pasar directamente, sino que hay un periodo transitorio. Lo mismo ocurre con su carga, tampoco es instantánea. Como veremos más adelante, esto hace que los condensadores se puedan usar como temporizadores.

Vamos a ver como se carga y descarga un condensador partiendo de un circuito muy sencillo, en el que solo tenemos una resistencia de salida R2 y un conmutador, paro cargar o descargar el condensador, dependiendo de su posición. La R1, como ya veremos es para poder controlar el tiempo de carga y se llama resistencia de carga.


Carga del Condensador

Al poner el conmutador tal como está en la posición del circuito anterior, el condensador estará en serie con R2 y estará cargándose.

El tiempo de carga dependerá de la capacidad del condensador y de la resistencia que hemos puesto en serie con él. La resistencia lo que hace es hacer más difícil el paso de la corriente hacia el condensador, por eso cuanto mayor sea esta, mayor será el tiempo de carga. Los electrones que circulan por el circuito irán más lentos hacia el condensador por culpa de la resistencia.

Fíjate en la gráfica del tiempo en función de la tensión del condensador, el condensador se va cargando hasta alcanzar su capacidad máxima al cabo de 5 x R1 x C segundos.

 t = 5 x R x C; Tiempo de carga de un condensador.

 t = tiempo de carga.

 R = resistencia de carga.

 C = capacidad del condensador.

¿Qué pasaría si no colocamos la resistencia de carga R1?. Según la fórmula al ser R1 = 0 , el condensador se cargará instantáneamente, pero no es así, por que el propio condensador tiene una pequeña resistencia, que para los cálculos se considera despreciable frente a R1.

De todas formas no es recomendable cargar un condensador directamente sin resistencia de carga, ya que la corriente de carga podría ser muy alta y dañar el condensador.

Recuerda I = V / R (ley de ohm). Si R es muy pequeña, la I será muy grande. En el caso del condensador la corriente sería I = V / Icondensador, como la I del condensador es muy pequeña el condensador se cargaría con una I muy grande. Esto podría hacer que los conductores del circuito y el propio condensador no la soporten y se quemen.

¿Qué pasa una vez que el condensador está cargado completamente?
.Una vez que el condensador se ha cargado, ya no necesita más carga de la batería y por lo tanto se comportaría como un interruptor abierto. entre los dos extremos del condensador tendríamos una d.d.p, la del condensador, pero no habría circulación de corriente a través de él, es decir la I por el condensador será 0 amperios, pero sí tendrá voltaje o tensión.


En el circuito anterior al cabo de un tiempo el condensador se habrá cargado y la batería no suministra más corriente al condensador, el condensador estará cargado y actuará como un interruptor abierto. Ojo en el momento que cambiemos la posición del conmutador, el condensador se descargará sobre R2 y si que circulará corriente a través de el. Esto lo vemos a continuación.


Descarga del Condensador
Como ves en el esquema, hemos cambiado la posición del conmutador y ahora la carga del condensador se descargará sobre la resistencia de salida R2.

Igual que antes, esta descarga no será instantánea, dependerá de la R2 de salida y de la capacidad del condensador. La formula para la carga y descarga del condensador es la misma. A mayor R2 mayor tiempo de descarga.
t = 5 x R x C; Tiempo de descarga de un condensador.

 t = tiempo de descarga.

 R = resistencia de salida. (ojo este valor, en este caso, será el de R2 en lugar de R1)

 C = capacidad del condensador.

Si además de la R2 pusiéramos otro receptor, por ejemplo un led o una lámpara, podríamos controlar el tiempo que estará encendido. ¿Cual será este tiempo? Pues será el tiempo que dure la descarga a través de R2 y del Led o lámpara. Además si la R2 fuera un potenciómetro (resistencia variable), podríamos variar el tiempo de descarga cambiando el valor de la resistencia del potenciómetro. ¡¡¡Hemos construido un temporizador!!!. Aquí tienes el circuito:

OJO de la misma forma que no es recomendable cargar un condensador sin R1, tampoco lo es descargarlo directamente sin R2, estaríamos provocando un cortocircuito, con un I muy grande de descarga y por lo tanto también podríamos quemar el condensador
.

Fuente de la Informacion : www.areatecnologia.com

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