ELECTRÓNICA PARA NEWBIES.

En la lección teórica has estudiado en que se basa el funcionamiento del condensador, la inducción electrostática que se desarrolla entre dos placas conductoras de electricidad enfrentadas. La inducción electrostática será mayor cuanto más próximas estén las placas de sí y cuanto mayor sea la superficie de las mismas. En razón de esto último, las placas en la práctica son delgadas como el papel de fumar y así se reduce el volumen que tiene el condensador, sin ser afectada por ello la capacidad del mismo, salvo en el caso de algunos condensadores especiales como los variables, que requieren laminas rígidas para que no se doblen; ya los estudiarás más adelante en este tema 4.

El condensador es, pues, un elemento formado por 2 placas o láminas metálicas colocadas una frente a la otra. Entre las placas se coloca una otra capa aislante cuya misión es almacenar energía eléctrica por efecto de la inducción electrostática.

Capacidad y su unidad de medida.

Al efecto de acumular cargas eléctricas se le llama capacidad. Como la mayoría de los efectos, se puede medir y referenciar en unidades. La unidad de medida del condensador es el faradio.

El faradio representa la aptitud de carga o de acumular 1 culombio de electricidad a la tensión de 1 voltio

El valor del faradio resulta muy grande para su aplicación normal en los circuitos electrónicos, se emplean submúltiplos de esta unidad.
Mili Faradio (mF), micro Faradio (uF), nano Faradio (nF), pico Faradio (pF), nano pico Faradio (npF).
La siguiente tabla muestra estas unidades de capacidad y sus submúltiplos.

Anteriormente se utilizaba el centímetro de capacidad como equivalente al pico faradio, aún cuando éste último es un valor algo mayor que el centímetro (pF=1,1 cm). En la actualidad no se utiliza.

Propiedades de los condensadores.

Entre las propiedades de los condensadores, incluyendo la tensión de ruptura que hemos visto en la teoría, podemos destacar:

Corriente de fuga

Los condensadores no conservan indefinidamente la carga que han adquirido debido a que tienen perdidas de distinta naturaleza, que aunque sean pequeñas provocan una fuga de la carga del mismo. Esta pérdida se produce a través del dieléctrico, que no es un aislante perfecto por lo cual se produce una corriente a través del condensador de placa a placa. Aunque el orden de esta corriente es de muy baja intensidad muy a menudo se ha de tener en cuenta para calcular dicha corriente ya que la corriente de fuga es directamente proporcional a la capacidad del condensador y el tipo de dieléctrico y tensión aplicada.

A la hora de designar los cálculos en dichos circuitos, se considerará al condensador ideal, es decir sin pérdidas.

Reactancia capacitiva

Se refiere a un efecto equivalente a una resistencia, que los condensadores presentan al paso de la corriente eléctrica alterna. Este efecto lo estudiarás en la lección 7, y se mide en Ohmios al igual que las resistencias.

Conexión en paralelo o serie con la carga

El condensador se puede conectar en serie y en paralelo con la carga del circuito; en ambos casos se obtienen diferentes consecuencias; por ejemplo, en los circuitos en paralelo, su uso en fuentes de alimentaciones, logran nivelar las variaciones de amplitud de corriente en la generación. Este proceso se llama de filtrado de corriente y el objeto que actúa se le llama filtro.

El condensador conectado en serie entre 2 circuitos, dejará de sentir a través de él las oscilaciones variables de radio frecuencia a la vez que impide el paso de la corriente continua. En realidad el condensador no deja pasar corriente a través de él; lo que hace es en realidad cargarse y descargarse en función de la frecuencia alterna. Esta propiedad en alterna hace que sea ideal para acoplar etapas de amplificadores, transmitiendo señales de radiofrecuencia o baja frecuencia.

Clases de condensadores

Existen muchos tipos de condensadores, puesto que sus aplicaciones son también variables. Para su clasificación y estudio se puede clasificar en tres grupos:

Condensadores variables

Condensadores fijos

Condensadores electrolíticos

A continuación vamos a describir los tipos y clases de condensadores más usados en electrónica, que dependiendo en su dieléctrico se pueden clasificar en siete grandes familias:

1. Aire
2. Papel impregnado.
3. Plástico.
4. Cerámica.
5. Mica.
6. Electrolítico.

Condensadores variables

Salvo en aplicaciones especiales, los condensadores variables poseen dieléctrico de aire. Mediante medios mecánicos puede variarse su capacidad a lo largo de un margen comprendido entre la capacidad residual de unos pocos pico faradios, y la capacidad máxima proporcional al volumen físico del condensador e inversamente proporcional a la tensión con que trabajar. Se construyen para valores comprendidos entre los 5 y los 1000 pF.

Este tipo de condensador utiliza aire como dieléctrico y su función principal es la de sintonizar emisoras de trasmisores, ajuste fino de canal, aparatos de comprobación y medida, etc. Hay que decir que hoy en día estos componentes están ligados al desuso, ya que hoy en día ha avanzado mucho la electrónica digital, con lo cual este tipo de condensadores ya son casi de índole histórica. En muchas ocasiones es necesario sintonizar 2 ó más circuitos simultáneamente, lo cual se consiguen con un tipo de condensador variable en tándem.

Este tipo de condensador se llama Ajustable. Es similar al anterior, pero con la particularidad que la variación de capacidad se consigue mediante un tornillo o por el desplazamiento de las placas concéntricas a lo largo de una varilla roscada, tal como se observa en la fotografía. Sus capacidades varían desde 1 a 50 pF (Trimmers) ó de 50 a 400 pF (Paders).

Condensadores fijos

También existen varios tipos de condensadores según su dieléctrico y su constitución. Por ejemplo, los condensadores de papel, están formados por dos tiras de papel estañado que hacen de armaduras o placas, separadas por tiras de papel especial que actúan como dieléctrico, arrollándose el conjunto de tiras, tomando forma tubular. El límite de tensión de trabajo que admiten estos condensadores oscila entre los 500 y los 3000 Voltios y se construyen desde los 1000 pF hasta 2 ó más microfaradios. El inconveniente de este tipo de condensadores es que al arrollar tiras entre sí, se construye también una bobina con los inconvenientes que eso conlleva (lo estudiarás en el tema 7). Por esto en la actualidad se fabrican este tipo de condensadores de forma anti inductiva, de forma que el arrollamiento se realiza, doblando previamente por la mitad la tiras que se comportar como armaduras y como dieléctrico.

Otro tipo son los condensadores de plástico. En estos, el dieléctrico es plástico. En la actualidad los más usados son el poliéster o styroflex y el poli carbonato, materiales que pueden tratarse para crear capas finísimas. Su constitución suele ser igual al de los de papel, e introducido en un encapsulado metálico o baño de plástico aislante y anti humedad. La tolerancia de este tipo de condensadores llega hasta el 0,1%, porcentaje mínimo no alcanzado con cualquier otro tipo de dieléctrico, a lo que se une una gran resistencia de aislamiento y un bajo coeficiente de temperatura. El poliéster y sus derivados, prácticamente han sustituido al dieléctrico de papel, sobre el que presenta la ventaja de ser más económico, y menos absorbente de la humedad. No suele comportarse bien a partir de los 85ºC de temperatura, debido a que sus pérdidas aumentan considerablemente.

Los condensadores de cerámica poseen un dieléctrico de cerámica. En la actualidad remplazaron a los de mica y a los papeles de pequeña capacidad. Entre otras poseen las características de bajas pérdidas a frecuencias elevadas; alta estabilidad, el ser poco inductivos; pueden fabricarse en capacidades diferentes que las de los otros tipos; y a mayor capacidad presentan menor volumen. Desgraciadamente la gran desventaja es que es muy sensible a los cambios de temperatura.

También los condensadores de mica tienen gran ventajas, ya que la mica es el mejor aislante natural y tiene la propiedad de poder deshojarse en láminas finísimas de muy bajo espesor. La capacidad de los mismos es pequeña, desde los 20 a 2500 pico faradios y la tolerancia de su valor, es menor que para los de papel. Ofrece mejores condiciones para su empleo en circuitos donde las tensiones son débiles; en la actualidad no se utilizan, ya que se utilizan otros dieléctricos que mejoran las características, como por ejemplo, los de cerámica anteriormente dicha.

Condensadores electrolíticos

Los condensadores electrolíticos presentan características diferentes a los que hemos explicado; también sus funciones lo son.

Está formado por 2 tiras de aluminio, una de cuyas caras tiene impregnada una capa de óxido, que hace de dieléctrico; el conjunto va enrollado y sumergido en un electrolito pastoso.

El condensador electrolítico tiene polaridad definida, es decir, tiene un polo positivo y otro negativo por lo que no puede conectarse de cualquier forma sino en un único sentido. También poseen una capacidad elevada ( entre 1 y 25000 microfaradios ).

Actualmente se utiliza el Tántalo en lugar del aluminio; el óxido de Tántalo es más consistente y presenta una constante dieléctrica cuyo valor es superior. Con Tántalo se obtiene capacidades mayores en igualdad de volumen, con pérdidas menores y ampliación de límite de temperaturas de trabajo. Desgraciadamente el coste es superior.

Código de colores

Lo mismo que en el caso de las resistencias, en los condensadores también se puede expresar sus valores en forma de código de colores; aunque está práctica está cada vez más en declive, ya que se suele indicar la capacidad y la tensión de ruptura en los mismos. Pero todavía se utiliza el código de colores para condensadores.

En la lección anterior se aplicó una tabla con los colores de la resistencia. Esa misma tabla, se puede aplicar a los condensadores, pero con una excepción:
Siempre, en las resistencias, se utilizaba el Ohmio (Ω), como unidad resultante de aplicar el código.
En los condensadores el resultado está expresado en Picofaradios, o lo que es lo mismo 1 x 10^-12F (0,000000000001).

Otro detalle a tener en cuenta, es que cuando un valor es menor de 1 picofaradio, ó cuando su valor está entre 1 pF ó 9 pF, pero fraccionado; en ambos casos tienen tres aros o puntos, pero el tercero, el de tolerancia, para el primer caso (menor de 1 pF), es plata; y para el segundo caso (1Pf a 9 pF y fraccionado), es oro.

Teniendo el siguiente condensador:

Podemos apreciar claramente 3 colores bien diferenciados, el rojo en la parte superior del condensador y el violeta en la base del mismo, justo por encima del comienzo de las patillas, y el dorado general que representa una tolerancia del 5 por ciento del valor del mismo.
Por lo que el valor del condensador es:

Rojo

Violeta

Dorado

Y traduciendo nos queda un valor de 2,7pF a un 5% de tolerancia, lo que nos dice que el valor del condensador estará comprendido entre 2,56pF y 2,86pF.

Sobre la medida con tester

En la actualidad, este método de lectura es muy confuso, pues un Tester digital no te va a dar la medida que marca los colores, ya que la mayoría de los condensadores cerámicos son de muy pequeña capacidad y los Tester se suelen confundir. Además los conectores de los mismos introducen mucho ruido a la lectura y suelen ser problemáticos.

Ahora en cada condensador ya tienes escrito su valor en número. Sobre esto tengo que decir 2 cosas:

Cuando el número tiene 2 cifras, como por ejemplo 27p, 10p, 47n, etc., indica el valor del condensador en pico faradios.

Cuando tiene 3 cifras, por ejemplo 102, el 1 y el cero indican el valor del condensador en picofaradios. El último valor indica el multiplicador, en este caso por 100, es decir que el condensador con 102 vale en realidad 10 + 00 pF, es decir, 1000pF ó 1nF (0,000000001 F).

Los Tester actuales y más económicos tienen una selectividad alta, lo que implica que los condensadores de tamaño inferior a los 0,010 nF no se lean correctamente e introduzcan errores en su lectura.

Pero para condensadores de 1nF y superior si muestran una lectura adecuada:

En la imagen puedes ver como se procede a la lectura de un condensador cerámico de 1nF. En la rueda de selección del Tester se selecciona la lectura en capacidad y se escoge la escala adecuada. Teniendo en cuenta que en el condensador aparecía el número 102, sabemos que el valor de este condensador es de 1nF, por tanto seleccionamos la rueda del Tester en medida de hasta 2nF ya que el valor del condensador está dentro de esos valores de medida.

Hasta aquí es todo lo que puedo dar por el momento, pero no es todo lo que hay. Investiga por tu cuenta un poco que en la red de Internet hay mucho tema sobre los condensadores.

Ahora puedes ponerte en prueba con el examen.