Contactores

CONDENSADOR O CAPACITOR

CONDENSADOR: Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico.

Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir

Aquí vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras, y el dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire.

CAPACITOR: es un pasivo de dos terminales componente eléctrico se utiliza para almacenar eléctrica energía temporalmente en un campo eléctrico. Las formas de condensadores prácticas varían ampliamente, pero todos contienen al menos dos conductores eléctricos (placas) separadas por un dieléctrico (es decir, un aislador que puede almacenar energía al convertirse polarizada). Los conductores pueden ser películas delgadas, láminas o bolas sinterizados de metal o de electrolito conductora, etc.

SIMBOLOS:

UNIDAD DE MEDIDA:

La unidad medida de los condensadores es el faradio. Este es usado en redes eléctricas de tamaño monumental, por lo que en electrónica se hace necesario utilizar pequeñas fracciones del faradio.

 

Microfaradio,  (uF), equivale a una millonésima parte de un faradio (0.000001 F).

Nanofaradio (nF), equivale a una milmillonésima parte de un faradio (0.000000001 F).

Picofaradio (pF), equivale a una billonésima parte de un faradio (0.000000000001 F)

COMO SE CONSTRUYE INTERNAMENTE:

Los condensadores electrolíticos de aluminio se construyen a partir de dos tiras de aluminio, una de las cuales está cubierta de una capa aislante de óxido, y un papel empapado en electrolito entre ellas. La tira aislada por el óxido es el ánodo, mientras el líquido electrolito y la segunda tira actúan como cátodo. Esta pila se enrolla sobre sí misma, ajustada con dos conectores pin y se encaja en un cilindro de aluminio. Las dos geometrías más populares son las axiales y radiales mostradas en la fotografía.

Un capacitor está formado por dos placas metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.) que se encuentra entre dichas placas.

FUNCIONES: Cuando un capacitor se conecta a una fuente de fuerza electromotriz (F.E.M.) de corriente alterna (C.A.), por el circuito externo comienza a circular un flujo de electrones que se mueven, alternativamente, de una placa a la otra, cargándose y descargándose continuamente mientras se encuentran conectadas a la fuente suministradora de corriente eléctrica. En ese caso, durante un medio ciclo de la corriente alterna, una placa será negativa (–) y la otra positiva (+), pero en el. siguiente medio ciclo se invierten las polaridades, provocando que se manifieste un ritmo constante de cargas y descargas en ambas placas y, a consecuencia de ello, la corriente eléctrica puede circular por el circuito externo. Ese cambio de polaridad se repite tantas veces como ciclos de frecuencia por segundo o hertz (Hz) posea la corriente alterna de la fuente suministradora. Aunque se pueda pensar que por el hecho de circular la corriente eléctrica alterna por el circuito externo se deba a que los electrones puedan franquear la barrera que le impone el dieléctrico aislante, nada más lejos de la realidad, pues ni uno solo de estos puede atravesarla, al igual que ocurre cuando el capacitor se encuentra conectado a una fuente de corriente directa.

APLICACIONES:

Nos referimos ahora a dos, entre las muchas aplicaciones tecnológicas del proceso de descarga del condensador. Una de ellas es el desfibrilador, un aparado que se usa para reanimar enfermos en situaciones de emergencia. El desfibrilador usa un condensador que puede almacenar 360J y entregar esta energía al paciente en 2ms. Otro ejemplo de utilidad de la descarga del condensador es el flash de las cámaras fotográficas, que posee un condensador que almacena la energía necesaria para proporcionar un destello súbito de luz.

Finalmente hablamos de cómo Tierra se puede modelizar como un condensador. Aunque la atmósfera está compuesta principalmente por oxígeno y nitrógeno, que son gases eléctricamente aislantes, una parte de ella (la ionosfera) está permanentemente ionizada y con carga positiva, debido a su interacción con la radiación solar. Por su parte, la superficie de la Tierra, que es principalmente agua (tres cuartas partes lo son y por el resto el agua se infiltra a través de múltiples grietas y fisuras), también contiene iones disueltos y tiene una carga neta negativa.  Por tanto, en la Tierra se puede considerar gran condensador, cuyas placas (esféricas) serían la ionosfera, y el suelo.

Ahora bien, en condiciones de "buen clima", la capa de aire que existe entre las dos “placas” de dicho condensador terrestre es un medio dieléctrico, pero no totalmente aislante, por lo que dicho condensador se tendría que ir descargando poco a poco a través de ella. No ocurre así y ello se debe a que existe un mecanismo compensatorio que lo recarga: las tormentas.

Antes de que se inicie una tormenta, en un tipo de nubes llamadas cumulonimbos se genera un movimiento de cargas que polariza a dichas nubes (el proceso que causa esta polarización es bastante complejo), haciendo que la cara de ellas que se enfrenta al suelo terrestre acumule carga negativa y la cara superior acumule carga positiva (es decir, provocando una inversión del campo eléctrico ahí). Si la nube no es muy "alta", se producen descargas (rayos) a través del aire (cuando está húmedo llega a ser conductor), entre partículas del suelo con carga positiva y las cargas negativas de la cara de las nubes que mira a dicho suelo. Además hay un efecto de ida y vuelta de los rayos, de tal modo que, después de subir las partículas del suelo a la nube, instantáneamente regresan, causando la visión del relámpago.

FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACITANCIA:

  La capacitancia depende solo de factores geométricos del propio capacitor (placas paralelas, esférico cilíndrico.. entre los más comunes) tales como superficie de las placas que almacenan carga como la distancia entre ellas (determina el potencial entre las placas).

Adicionalmente la capacitancia puede ser variada, introduciendo materiales dieléctricos que por propiedades típicas del material usado permiten aumentar dicha capacitancia al variar el potencial entre las placas por la generación de cargas de polarización producidas en el dieléctrico a causa del campo eléctrico presente al interior del capacitor.