Un condensador es un componente eléctrico utilizado para almacenar energía en un campo eléctrico. Tiene dos conductores eléctricos separados por un material dieléctrico que acumulan carga cuando se conectan a una fuente de alimentación. Una placa tiene una carga negativa, y la otra tiene una carga positiva.
Un condensador no se disipa energía, a diferencia de un resistor. Su capacitancia caracteriza a un condensador ideal., Es la cantidad de carga eléctrica en cada conductor y la diferencia de potencial entre ellos. Un condensador desconecta corriente en CC y cortocircuitos en circuitos de CA. Cuanto más cerca estén los dos conductores y cuanto mayor sea su superficie, mayor será su capacitancia.
tipos comunes de condensadores
- Los condensadores de disco de cerámica utilizan cerámica para el material dieléctrico. Un condensador cerámico está encapsulado con dos cables que emanan de la parte inferior y luego forman un disco. Un condensador de disco de cerámica no tiene una polaridad y se conecta en cualquier dirección en la placa de circuito impreso., En los condensadores cerámicos, una capacitancia relativamente alta es alcanzable en un tamaño físico pequeño debido a su alta constante dieléctrica. Su valor varía de picofaradio a uno o dos microfaradio, pero sus clasificaciones de voltaje son relativamente bajas.
Los tres-código de cuatro dígitos impreso en su cuerpo se utiliza para identificar el valor del condensador en el picofaradio., Los códigos de letras se utilizan para indicar su valor de tolerancia, como los siguientes: J = 5%, K = 10% O M = 20%. Por ejemplo, el condensador de disco cerámico anterior con una marca de 154 indica que hay 15 y 4 cero de picofaradio, o 150,000 pF (150nf).
- Los condensadores electrolíticos se utilizan a menudo cuando los valores de necesario., Se utilizan comúnmente para ayudar a reducir voltajes de ondulación o para aplicaciones de acoplamiento y desacoplamiento. Los condensadores electrolíticos se construyen utilizando dos películas delgadas de papel de aluminio con una capa de óxido como aislante. Están polarizados y pueden dañarse o explotar cuando se conectan incorrectamente. Este tipo de condensador tiene una amplia tolerancia, pero no funciona bien a altas frecuencias.,
- condensadores de Tantalio se utiliza comúnmente para la gama media de los niveles de capacitancia. Se utilizan mejor cuando el tamaño y el rendimiento importa, pero generalmente no tienen altos voltajes de trabajo y no tienen una capacidad de corriente muy alta. Los condensadores de tantalio están polarizados y pueden explotar cuando se colocan bajo tensión. Tienen una tolerancia muy baja para ser inverso-sesgada.,
Las marcas en SMD tantalio de los condensadores suelen constar de tres números. El último es el Multiplicador, y los dos primeros son cifras significativas. Sus valores están en picofaradios. Por lo tanto, el condensador de tantalio SMD mostrado anteriormente tiene un valor de 47 x 106 pF, que funciona como 47µF.,
condensadores de Tantalio también pueden ser marcados directamente como se muestra en la figura anterior.
- Los condensadores de Mica de plata se utilizan para muchos circuitos de RF como osciladores y filtros. La mica plateada proporciona un rendimiento de muy alto nivel con valores de tolerancia cercanos, pero un pequeño cambio en términos de temperatura. Utiliza electrodos de plata que se platean directamente sobre la mica., Varias capas ayudan a obtener el nivel requerido de capacitancia y esta capacitancia se ve afectada por el área cubierta por los electrodos.
- Película condensadores uso de una fina película de plástico como el dieléctrico. Los condensadores de película se utilizan en muchas aplicaciones debido a su estabilidad, baja inductancia y bajo costo. No están polarizados, por lo que son adecuados para la señal de CA y el uso de energía., También están hechos con valores de capacitancia de muy alta precisión y lo retienen más tiempo que cualquier otro tipo de condensador.
- Variable de condensadores los condensadores con una capacidad que puede variar de acuerdo a el requisito de un rango específico de valores. Los condensadores variables consisten en placas hechas de metal. Entre estas placas, una es fija mientras que la otra es móvil. Su capacitancia puede variar de alrededor de 10 picofarads a 500 picofarads., Hay muchos usos para estas resistencias variables, como sintonizar circuitos LC en receptores de radio, para emparejar impedancia en antenas, etc. Hay dos tipos de condensadores variables—condensador de sintonía y condensador de ajuste.
El marco en el condensador proporciona soporte para el condensador hecho de la mica y el estator está presente en ella. Con la ayuda del eje, el rotor tiende a girar mientras el estator está estacionario., Una vez que las placas del rotor móvil entran en el estator fijo, La Capacitancia está posiblemente en el nivel máximo. De lo contrario, el valor de la capacitancia es el mínimo.
Este tipo de condensador tiene tres conductores. Uno está conectado a la parte estacionaria, el otro a la parte que es responsable del movimiento llamado rotatorio y el otro cable es común.,
condensadores polarizados vs No polarizados
cuando se trata de almacenar y descargar, ambos tienen el mismo principio. Sin embargo, hay muchos factores que los hacen diferentes entre sí.
- Diferentes dieléctricos-dieléctrico es el material entre las dos placas de condensador. Los condensadores polarizados utilizan un electrolito como dieléctrico dándoles una capacitancia mayor que otros condensadores del mismo volumen. Sin embargo, los condensadores polares producidos por diferentes materiales y procesos electrolíticos tendrán diferentes valores de capacitancia., El uso de condensadores polares y no polarizados depende de las propiedades del dieléctrico que son reversibles.
- diferentes estructuras – los condensadores electrolíticos más utilizados son redondos; los condensadores cuadrados son raros. También hay condensadores invisibles, o condensadores distribuidos, que no deben ignorarse en dispositivos de alta frecuencia e Frecuencia intermedia.,
- entorno de uso y uso: los materiales y estructuras internas proporcionan la gran capacidad y las características de alta frecuencia de los condensadores polares que los hacen muy adecuados para filtros de fuente de alimentación y similares. Sin embargo, hay algunos condensadores polares con buenas características de alta frecuencia: electrólisis de tántalo, que no se usa comúnmente debido a su alto costo.
- rendimiento diferente: el rendimiento máximo es uno de los principales requisitos para elegir un condensador., Si la fuente de alimentación de un televisor utiliza un condensador de película de óxido metálico como filtro, la capacitancia y el voltaje de resistencia deben cumplir con los requisitos del filtro; solo se puede instalar una fuente de alimentación dentro de la caja. Por lo tanto, el filtro solo puede usar condensadores polares, y la capacitancia polar es irreversible. Por lo general, los condensadores electrolíticos están por encima de 1 MF; mejor utilizado en el acoplamiento, desacoplamiento, filtrado de la fuente de alimentación, etc. Los condensadores no polares están en su mayoría por debajo de 1 MF, lo que solo implica resonancia, acoplamiento, selección de frecuencia, limitación de corriente, etc., Sin embargo, también hay condensadores no polares de gran capacidad y alto voltaje, utilizados principalmente para la compensación de potencia reactiva, el cambio de fase del motor y el cambio de fase de potencia de conversión de frecuencia.
- diferentes capacidades-los condensadores que tienen el mismo volumen tienen diferentes capacitancias dependiendo de sus dieléctricos.
usos comunes de condensadores
- AC coupling / DC blocking – el componente permite que solo las señales de CA pasen de una sección de un circuito a otra mientras bloquea cualquier voltaje estático de CC. Se utilizan comúnmente para separar los componentes de CA y CC de una señal., En este método, es necesario asegurarse de que la impedancia del condensador sea suficientemente baja. El voltaje nominal del condensador debe ser mayor que el voltaje máximo a través del condensador. Por lo general, el condensador será capaz de soportar el voltaje del carril de suministro con algún margen para garantizar la fiabilidad.
- desacoplamiento de la fuente de alimentación: el condensador se utiliza para desacoplar una parte de un circuito de otra. El desacoplamiento se realiza cuando una señal de línea entrante se toma a través de un transformador y un rectificador; la forma de onda resultante no es suave. Varía entre cero y el voltaje máximo., Si se aplica a un circuito, es muy poco probable que funcione porque normalmente se necesita un voltaje de CC.
- ruido de CA del filtro de circuitos de CC-cualquier señal de CA que pueda estar en un punto de polarización de CC, riel de alimentación u otros nodos que necesiten estar libres de una señal variable en particular debe ser eliminada por el condensador. También debe ser capaz de soportar la tensión de alimentación mientras suministra y absorbe los niveles de corriente derivados del ruido en el carril.
- filtrado de señal de Audio – es necesario considerar el rendimiento de RF del condensador., Este rendimiento puede ser diferente en frecuencias más bajas. Los condensadores cerámicos se utilizan generalmente aquí ya que tienen una alta frecuencia auto-resonante, específicamente los condensadores de montaje en superficie que son muy pequeños y no tienen cables que puedan causar cualquier inductancia.
¿qué son los supercondensadores?
también se conoce como condensador electrolítico de doble capa o ultracapacitor. Un supercapacitor puede almacenar una gran cantidad de energía. Específicamente, de 10 a 100 veces más energía por unidad de masa o volumen en comparación con los condensadores electrolíticos., Tiene límites de voltaje más bajos que cierran la brecha entre los condensadores electrolíticos y las baterías recargables.
algunos usos comunes de los supercondensadores
- turbinas eólicas: los supercondensadores ayudan a suavizar la energía intermitente suministrada por el viento.
- motores-que impulsan los vehículos eléctricos funcionan con fuentes de alimentación clasificadas en los cientos de voltios, lo que significa que se necesitan cientos de supercondensadores conectados en serie para almacenar la cantidad correcta de energía en un freno regenerativo típico.,
- vehículos eléctricos e híbridos: los supercondensadores se utilizan como almacenes temporales de energía para el frenado regenerativo, donde la energía de un vehículo generalmente se desperdicia cuando se detiene, se almacena brevemente y luego se reutiliza cuando comienza a moverse de nuevo.
Supercondensadores y Descarga de la Batería de la Curva de
La curva de descarga de la batería es exponencial. Como puede ver, la descarga exponencial proporciona una potencia constante hasta el final., La energía permanece alta durante la mayor parte de la carga y luego cae rápidamente a medida que la carga se agota.
La curva de descarga de la supercapacitor es lineal. Como puede ver, la descarga lineal impide el uso completo de la energía. Ofrece la potencia más alta al principio.