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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