Caratula

Blog de publicación parte 1.                                                                                                        Act. 1

Integrantes:

De la Rosa Salazar Maximiliano

Díaz Ramírez Alexis Vidari

Gutiérrez Ávila Gabriela Lizbeth

Hernández Fernández Adolfo

Jiménez Xala Arath

Ubaldo García Juan Alexis

1) ¿Qué es un capacitor?

Es una componente que es capaz de retener la carga eléctrica, es un componente pasivo ya que no puede amplificar la energía o cortarla. Este almacena la carga que se le da para después soltarla lentamente.

2) Estructura de un capacitor

Las placas metálicas se encargan de almacenar/retener la carga eléctrica que se le da.

El Dialectico es un aislante el cual evita que las dos partes metálicas se toquen, si se llegaran a tocar no podría mantener la carga.

Y por último la carcasa de plástico, la cual cubre estos componentes para que estos tengan un perfecto funcionamiento.

3) Tipos de Condensadores

Condensador Polar

Un condensador es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica en forma de diferencia de potencial para liberarla posteriormente. También suele llamarse capacitor eléctrico.

Para almacenar la carga eléctrica, utiliza dos placas o superficies conductoras en forma de láminas separadas por un material 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, pero con distintos signos.

Una vez cargado ya tenemos entre las dos placas una tensión, y estará preparado para soltar esa carga cuando lo conectemos a un receptor de salida.

Usos:

• Baterías, por su cualidad de almacenar energía.

• Memorias, por la misma cualidad.

• Filtros.

• Fuentes de alimentación.

• Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes.

• Demodular AM, junto con un diodo.

• Osciladores de todos los tipos.

Símbolo                                                      Forma física

Condensadores no Polares 

Son aquellos que no presentan polaridad y por lo tanto se pueden situar en un circuito de forma inversa sin afectar a su vida útil o al funcionamiento del circuito.

• Cerámicos. Se utilizan varias placas cerámicas para el dieléctrico. Existen diferentes tipos, desde los que están formados por una sola lámina de dieléctrico, hasta formados por láminas apiladas. 

Dependiendo de su composición, pueden funcionar a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas.

• Plástico: Existen varios tipos como poliéster, bicarbonato

• Electrolíticos bipolares. Se diferencian de los monopolares en su composición. Estos solamente             poseen una armadura con polvo de aluminio mientras que los bipolares ambas armaduras poseen            este polvo.

• Variables. Poseen una armadura fija 

Usos:

• Como almacenador de corriente.

• Como estabilizador de corriente en un circuito.

• Como adaptador de impedancias en un circuito.

• A diferencia de los polares que debido a su constitución solo se pueden usar en CC, estos se                    pueden usar tanto en CC como en CA.

Símbolo eléctrico:                                   Forma Física

4) Comportamiento de un capacitor en corriente directa (CD)

Si se conecta una batería a un condensador, circulará por él una corriente continua (CC). Circula una corriente de los terminales de la fuente hacia las placas del condensador.

– El terminal positivo de la fuente saca electrones de la placa superior y la carga positivamente.

– El terminal negativo llena de electrones la placa inferior y la carga negativamente.

En el diagrama siguiente el flujo de electrones está cargando las placas del capacitor. Esta situación se mantiene hasta que el flujo de electrones se detiene (la corriente deja de circular) comportándose el capacitor como un circuito abierto para la corriente continua (no permite el paso de corriente).

Es por eso por lo que normalmente se dice que un capacitor no permite el paso de la corriente continua.

La corriente que circula y que se comenta en anteriores párrafos es una corriente que varía en el tiempo (corriente que si puede atravesar un capacitor), desde un valor máximo a un valor de 0 amperios, momento en que ya no hay circulación de corriente. Esto sucede en un tiempo muy breve y se llama “transitorio”

5) Carga y Descarga de un capacitor

Carga de un capacitor:

Cuando se conecta un capacitor descargado a dos puntos que se encuentran a potenciales distintos, el capacitor no se carga instantáneamente, sino que adquiere cierta carga por unidad de tiempo, que depende de su capacidad y de la resistencia del circuito. La corriente inicial es alta ya que la batería debe transportar la carga de una placa del condensador a la otra. La carga de corriente alcanza el valor de cero a medida que el condensador se carga con el voltaje de la batería. La carga del condensador almacena energía en el campo eléctrico entre sus placas. La tasa de carga se describe en función de la constante de tiempo RC.

·        Si q es la carga del condensador en cierto instante posterior al cierre del interruptor e i es la intensidad de la corriente en el circuito en el mismo instante, se tiene:

·       Donde Q_f es el valor final hacia el cual tiende asintóticamente la carga del capacitor, I₀ es la corriente inicial y e = 2,718 es la base de los logaritmos naturales.

Descarga de un capacitor:

·       Tomando en cuenta que el capacitor ya ha adquirido una carga Q₀ y que además se ha retirado la fuente del circuito y unido los puntos abiertos. Si se cierra el interruptor, tendremos que:

·         Ahora la corriente inicial es I₀ y la carga inicial Q₀; además, tanto i como q tienden asintóticamente a cero. Ahora la corriente es negativa ya que tiene un sentido opuesto al de carga.

6) ¿Cómo saber el correcto funcionamiento de un capacitor utilizando el multímetro?

Un multímetro determina la capacitancia cargando un capacitor con una corriente conocida, luego mide la tensión resultante y, finalmente, calcula la capacitancia.

Advertencia: Los capacitores almacenan una carga eléctrica, permaneciendo energizados aún después de que se desconecta la energía. 

Antes de tocarlo o tomar una medición, asegúrese siempre de usar equipo de protección personal adecuado:

1. Desconéctelo de la fuente de energía. 

2. Utilice el multímetro para confirmar que está desconectado. 

3. Con cuidado, descargue el capacitor conectando una resistencia a través de los cables (Conecte una         resistencia de 20,000 y 5 Watts a través de las terminales del capacitor durante cinco segundos).

4. Use el multímetro para confirmar que el capacitor esté totalmente descargado.

Nota: Algunos multímetros ofrecen un modo Relativo (REL). Cuando se miden valores de capacitancia bajos, el modo Relativo se puede usar para extraer la capacitancia de los cables de prueba. Para usar el modo Relativo del multímetro para la capacitancia, deje los cables de prueba abiertos y pulse el botón REL. Esto elimina el valor de capacitancia residual de los cables de prueba.

Factores adicionales que implica la capacitancia:

● Los capacitores tienen una vida útil limitada y comúnmente son la causa de un mal funcionamiento.

● Los capacitores pueden tener un cortocircuito, o pueden deteriorarse físicamente hasta el punto de

fallar.

● Cuando un capacitor hace cortocircuito, puede fundir un fusible o puede dañar otros componentes.

● Cuando un capacitor se abre o deteriora, el circuito o los componentes del circuito pueden no

funcionar.

● El deterioro también puede cambiar el valor de capacitancia de un capacitor, lo que puede causar

problemas.

7) En qué momento es oportuno cambiar un capacitor de un circuito

En los capacitores el voltaje permitido entre sus terminales no es muy alto. Si se tuviera que cambiar el capacitor, se debe buscar uno de la misma capacidad y con un voltaje igual o mayor al del capacitor dañado, pero, no es recomendable utilizar un capacitor que recibe un voltaje menor para el que fue diseñado, siente que no estuvo polarizado en corriente continua y la capa de óxido de aluminio disminuye hasta que el elemento falla. Algo importante que se debe de tomar en cuenta es que los capacitores  deben utilizarse lo antes posible después de su fabricación, si el periodo de almacenamiento antes de usarlo es largo, seguramente al no recibir voltaje se empezara a dañar. Lo más conveniente a tomar en cuenta  siempre es la fecha de fabricación.

8) Capacitancia

La capacitancia es la capacidad de un dispositivo o circuito para reunir y almacenar energía en forma de carga eléctrica. Consisten en dos placas de material conductor los cuales están entre un aislador. El aislante aumenta la cavidad de carga de un capacitor. Las placas internas están conectadas a dos terminales externos. Estos terminales se pueden enlazar a un circuito.

Un capacitador acumula energía (voltaje) a medida que circula la corriente a través de un circuito eléctrico. Ambas placas mantienen cargas iguales, y cada que la placa positiva recoge una carga, una carga igual fluye fuera de la placa negativa. Cuando el circuito está apagado, un capacitor retiene la energía que ha juntado, aunque generalmente ocurren fugas. El valor de la capacitancia de un capacitor se mide en faradios (F).

Un faradio es una gran cantidad de capacitancia. Los supercapacitores pueden almacenar grandes cargas eléctricas de miles de faradios.

La capacitancia puede aumentar cuando:

• Las placas de un capacitor están colocadas más cerca una de otra.
• Las placas más grandes pueden dar más superficie.

En los circuitos eléctricos, los capacitores se usan con frecuencia para bloquear la corriente continua (CC), a la vez que permiten el flujo de la corriente alterna (CA).

Algunos multímetros digitales ofrecen una función para medir la capacitancia, entonces se puede:

1. Identificar un capacitor desconocido.
2. Detectar capacitores abiertos o en cortocircuito.
3. Medir directamente los capacitores y mostrar su valor.

9) Fórmula para calcular la capacitancia (C=Q/V)

La capacitancia se define como la capacidad de un componente o circuito para recoger y almacenar energía en forma de carga eléctrica, siendo la relación entre la carga eléctrica y la diferencia de potencial entre ellos, este valor de capacitancia se mide en faradios (F)

En breves palabras, es la medida de la capacidad de un condensador para almacenar carga eléctrica y a mayor capacitancia, mayor capacidad para almacenar carga.

La capacitancia “C” es igual a la carga llamada “Q” entre la tensión “V”.

10) Constante dieléctrica (K)

Se les llama dieléctricos a los materiales de baja conductividad eléctrica

El material dieléctrico tiene como función mantener las dos laminas metálicas a una distancia pequeña sin que haya contacto alguno y aumentar las capacidades del elemento como la diferencia de potencial máxima

Para su aplicación se tiene la siguiente formula:

Donde “k” es la constante dieléctrica

La siguiente tabla muestra la constante dieléctrica de los materiales popularmente usados:

11) Conexiones de capacitores en serie

Los capacitores en serie son los dos o más capacitores conectados en una sola línea. El positivo de un capacitor está conectado a la placa negativa del siguiente capacitor. Todos los condensadores que están conectados en serie tienen la carga igual (Q). La corriente de carga (IC) también es el mismo para todos los condensadores  individuales que están conectados en serie como IC = I1 = I2 etc.

Ejemplo de conexión en serie de dos capacitores:

La carga (Q) almacenada en todos los capacitores es igual porque cada capacitor tiene la carga que fluye desde el adyacente.

Las caídas de tensión de los condensadores individuales en conexión en serie son diferentes. Pero la suma de todas las tensiones es igual a la tensión total a través del circuito. IEVT = V1 + V2 etc. Un valor grande de capacitancia resultará en una caída de tensión más pequeña, mientras que un valor de capacitancia pequeña dará lugar a una caída de tensión más grande.

Ecuaciones:

• VT = V1 + V2
• Ceq-1 (en superíndice) = Q/V1 + Q/V2
• 1/Ceq = (V1 + V2)/Q
• VT = Q/Ceq = Q/C1 + Q/C2
• 1/CT= 1/C1 + 1/C2...

Para calcular la Capacitancia total en un arreglo en serie, se debe aplicar la siguiente ecuación:

12) Conexiones de capacitores en paralelo

Los condensadores en paralelo son dos o más condensadores que están conectados en forma paralela, es decir, ambos de sus terminales están conectados a cada terminal del otro capacitor o capacitores respectivamente.

La capacitancia equivalente del grupo de capacitores que están conectados en paralelo es igual a la suma de capacidades de los condensadores individuales, es decir, Ceq = C1 + C2.

Debido a que la caída de tensión a través del capacitor individual es igual a la tensión total aplicada entre los terminales de entrada y de salida del circuito, es decir, VT = V1 = V2.

Las cargas almacenadas en los capacitores individuales son diferentes, pero la suma de todos los cargos de condensadores individuales es igual a la carga total de las corrientes en el circuito, es decir, Q = Q1 + Q2.

El flujo de corriente de carga en el circuito se distribuye a todos los capacitores en el circuito. Pero la corriente total de carga es igual a la suma de todas las corrientes de carga individuales de los condensadores en el circuito, es decir, IC = I1 + I2 etc.

Ejemplo de conexión en paralelo de dos capacitores:

El valor de la capacitancia equivalente del grupo de condensadores que están conectados en paralelo es siempre mayor que el valor de la más grande de condensadores en el circuito.

13) Voltaje de operación

El voltaje es la cantidad de voltios que actúan en un aparato o en un sistema eléctrico. A sí mismo el voltaje también es conocido como tensión o diferencia de potencial, es la presión que una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz ejerce sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado. De esta forma, se establece el flujo de una corriente eléctrica.

En el caso de un capacitor, es cuanto voltaje puede aguantar.

Si están en serie esta será la suma de los voltajes que resiste, si tenemos un Capacitor de 50uF a 25V y otro de 100uF a 100V su voltaje de operación será de 125V

Pero en caso de que este en paralelo será tomado en cuenta el voltaje mínimo, ejemplo: si tenemos un capacitor de 20pF a 25V y otro de 60pF a 100V su voltaje de operación será de 25V

14) Referencias

·         Mark. (S/F) Mecafenix. El capacitor. Recuperado de: https://www.ingmecafenix.com/electronica/el-capacitor/

·         (2020). Retrieved 16 December 2020, from https://www.arrow.com/es-mx/research-and-events/articles/polarized-capacitors-simple-in-concept-not-in-implementation

·         QUE ES UN CAPACITOR O CONDENSADOR. (2020). Retrieved 16 December 2020, from http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_capacitor/ke_capacitor_4.htm#:~:text=Los%20no%20polarizados%20se%20emplean,con%20corriente%20directa%20(C.D.).

·         Condensador en CC (CD) - Capacitor y la corriente directa - Electrónica Unicrom %. (2020). Retrieved 16 December 2020, from https://unicrom.com/condensador-en-cc-dc/#:~:text=Circula%20una%20corriente%20de%20los,hacia%20las%20placas%20del%20condensador.&text=Esta%20situaci%C3%B3n%20se%20mantiene%20hasta,permite%20el%20paso%20de%20corriente). 

·         Silvester, S. (08 de Marzo de 2016). CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR. https://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/basicas/fisica2/files/CARGA_Y_DESCARGA_DE_UN_CAPACITOR.pdf

·         Nave, R. (1999). Carga de un Condensador. (15 de Diciembre del 2020) Recuperado de:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/capchg.html#:~:text=Carga%20de%20un%20Condensador&text=La%20carga%20de%20corriente%20alcanza,la%20constante%20de%20tiempo%20RC

·         F. (2020, 21 octubre). Cómo medir la capacitancia. Fluke. https://www.fluke.com/es-do/informacion/blog/multimetros-digitales/como-medir-la-capacitancia

·         López G. E. (2009). Condensador electrolitico. 2009, Ecured, electrónica.ugr.es

·         López G. E. (2009), Condensador electrolitico. 2009, Ecured, www.electronicafacil.netMazur, G. (2020). ¿Qué es la capacitancia?, Fluke. (15 de Diciembre del 2020). Recuperado de: https://www.fluke.com/es-mx/informacion/blog/electrica/que-es-la-capacitancia#:~:text=La%20capacitancia%20se%20expresa%20como,Faraday%20(1791%2D1867).

·         Fluke Co. (2020, 11 noviembre). ¿Qué es la capacitancia? Fluke. https://www.fluke.com/es-do/informacion/blog/electrica/que-es-la-capacitancia

·         Solorzano, C. (2020, 5 julio). Cálculo De La Capacitancia: Cómo Se Hace, Fórmula. Electromundo. https://electromundo.pro/calculo-de-la-capacitancia/

·         Ahedo, J. (2019, 6 abril). Condensadores en serie y en paralelo. Web-Robotica. https://www.web-robotica.com/taller-de-web-robotica/electronica/componentes-electronicos/condensadores-en-serie-y-en-paralelo

·         educaplus.org. (2020). Propiedades de los elementos. http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/constante-dielectrica.html

·         Franco García, A. (2010). Efecto del dieléctrico en un condensador. A. F. G. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/dielectrico/dielectrico.htm

·         Ahedo, J. (2019, 6 abril). Capacitores en serie. Web-Robótica. https://www.web-robotica.com/taller-de-web-robotica/electronica/componentes-electronicos/condensadores-en-serie

·         Ahedo, J. (2019, 6 abril). Capacitores en paralelo. Web-Robótica. https://www.web-robotica.com/taller-de-web-robotica/electronica/componentes-electronicos/condensadores-en-paralelo

·         Pérez P. J. (2008). Definicion de voltaje. 2008, de Definicion.de, https://Definicion.de/voltaje/