El condensador.

Su importancia.

Si pensamos hoy en día en los circuitos electrónicos, un elemento imprescindible que no falta en ninguno de ellos es el condensador. Un condensador es un elemento que permite acumular una cierta cantidad de cargas gracias a su constitución en la cual por medio de un sistema electrostático y aislado, se permite conservar cargas eléctricas en su interior para, cuando sea necesario volver a suministrarlas al circuito.

Esta práctica no te va a enseñar los secretos físicos del condensador, ya que se centra en usos y circuitos que utilizan sus principios. Si quieres aprender los secretos del mismo, visita el curso de electrotécnia gratuito de la página de cursos de electrónica en mirpas.com, o visita el siguiente Enlace

Hoy en día podrás encontrar condensadores en circuitos electrónicos de precisión, de control, de potencia, de numeración, de aviación, de automoción, informática, neumática, etc., etc. Estos elementos son tan preciados hoy en día que no se concibe la existencia de un circuito eléctrico o electrónico sin el uso de algún condensador.

Por eso y haciendo honor al condensador, estableceremos una serie de practicas en los que están implicados los condensadores para que sepas lo importantes que son. Empecemos.

Bloqueos de continua.

Los condensadores en corrientes y tensiones continuas afectan al circuito de manera general. Bloquean el paso de la corriente eléctrica pero mantienen entre sus terminales la tensión de la carga aplicada a sus terminales.

circuitos con corrientes diferentes

La diferencia entre el circuito alimentado con corriente continua es que el condensador se comporta como un circuito abierto en el momento en que se carga e impide el paso de corriente por la carga. En dicho momento el condensador tiene la misma carga que la tensión de alimentación. Por eso mismo impide el paso de corriente cuando se pone en serie con la carga.

circuito en serie

La cuestión es que cuando se conecta el circuito, el condensador se carga en un tiempo específico dado por la constante de tiempo.

τRC = R x C

Esta constante se da en segundos y es el producto de los valores resistivos por los valores capacitivos aplicados al circuito. En nuestro ejemplo anterior como el valor de la resistencia es de 230Ω y el condensador es de 100µfaradios, el valor de la constante de tiempo τ es de:

230Ω x 0,000100F = 0,023s

Es decir 23ms, lo que apenas se aprecia ni un destello en el encendido del led. Y aunque en esta simulación no hemos incluido la resistencia interna del LED, durante 23 mili segundos circulará una corriente de:

9V ÷ 290Ω = 31mA.

Esta corriente se dará durante el 66,6% del ciclo de carga del condensador y se irá reduciendo en cuanto se vaya cargando del todo el condensador. Se puede jugar con la carga del condensador y la resistencia de carga para obtener valores de constante de tiempo superiores e inferiores así como también valores de intensidad por el circuito.

Por ejemplo, si en el circuito anterior cambiamos el condensador y subimos el valor del mismo, obtendremos un tiempo de carga y descarga mayor.

constante aumenta aumentando el valor del condensador

Paso de corriente alterna

Si en corriente continua el condensador bloqueaba la corriente cuando se cargaba, con corriente alterna ocurre un efecto curioso. La corriente alterna a baja frecuencia se comporta como un circuito en continua ya que el condensador ofrece mucha resistencia (reactancia capacitiva al paso de la corriente). Pero según va aumentando la frecuencia, el pulso de las repeticiones es más continuado y la amortiguación es menor.

efecto de la corriente alterna

El proceso es simple. En el ciclo positivo carga el condensador y mientras este se carga el led se enciende. Ahora la carga del condensador no es constante a un 66,6% de la constante RC, sino que el condensador se carga según aumenta la tensión en el ciclo positivo. Cuando llega a un máximo el ciclo positivo, la tensión en el condensador es máxima por lo que se interrumpe el flujo de corriente en el circuito. Pero como el generador empieza a descender su tensión, el condensador se empieza a descargar mientras que dismunuye la tensión del generador.

El efecto es similar al de las olas en la playa y el niño que sube y baja evitando que le toque el agua.

Con eso hacemos que en el circuito circule corriente durante todo el ciclo alterno de la tensión, pero el diodo Led solo permitira el paso cuando el ciclo es positivo, bloqueando el paso por el negativo. el efecto es el siguiente.

Corriente alterna en circuito resonante serie

Como puedes ver, el condensador nunca va a estar vacio y cargado con polaridad diferente. Estará cargado a una tensión media. Con el aumento de la frecuencia de la señal, la tensión en el condensador disminuirá muy poco (apenas 1V) sobre el valor medio.

la tensión media del condensador disminuye con la frecuencia

Absorción.

Cuando un condensador lo ponemos en paralelo con la carga, el funcionamiento de trabajo cambia en cuanto el condensador absorbe el ciclo de trabajo que no puede circular por el diodo Led. durante el ciclo negativo, el condensador se carga a la tensión de la fuente negativa ya que el Led bloquea el ciclo negativo.

condensador en paralelo absorbe tensión

Como se puede apreciar, ahora la tensión en el condensador no es mayor de la tensión media, ya que ahora si circula corriente durante el semiciclo positivo y durante el semiciclo negativo, cargándose y descargándose el condensador, por lo que la tensión media baja de valor de acuerdo a la frecuencia de trabajo. A mayor frecuencia del generador, mayor es el tiempo que tarda el condensador en adquirir la carga. Es como si fuese un circuito oscilante.

tensión cuando el condensador se pone en paralelo con la carga

Clases de condensadores.

Existen una multitud de tipos de condensadores. En esta apartado veremos cuales son los tipos más usados en electricidad y electrónica.

Condensadores fijos.
Son aquellos cuya capacidad es siempre la misma. Pueden ser:

Condensador de papel.

El condensador de papel es un condensador formado por dos tiras largas y delgadas de aluminio separadas por una hoja de papel revestida de parafina. El conjunto arrollado en forma de cilindro, se introduce en una envuelta metálica o de carbón recubierta de parafina para evitar la corrosión.

condensador de papel

Condensador de aceite.

Es un condensador cuyo dieléctrico es un acite impregnado en una tira de papel. Exteriormente son como los anteriores de papel.

condensador de aceite

Condensador de mica.

Formado por hojas alternas de mica y estaño. El conjunto va envuelto dentro de una envuelta de baquelita o plástico.

condensador de mica

Condensador electrolitico.

Se construyen conectando dos tiras de aluminio sumergido en borax (u otro electrolito), a una tensión continua. El paso de la corriente forma una película en la tira conectada al terminal positivo que al cabo de unos minutos corta la corriente. Entonces está formado el condensador. La tira positiva es una placa. La película de óxido, el dieléctrico y el electrolito son la otra placa. La segunda tira de aluminio es el terminal del conexión con el electrolito que siempre es el terminal negativo.

condensador de electrolito

Si se invierte la tensión continua que formó el condensador, circula corriente hasta que la película de óxido se deposita en la otra tira de aluminio; por lo tanto presentan polaridad que hay que tener en cuenta a la hora de conectar el condensador. Existen condensadores electrolíticos especiales para corrientes alternas y que presentan tiras de óxido previamente formadas para que el dieléctrico presente ambas polaridades, aunque no se suelen usar por su alto coste.

Condensadores variables.
Estos condensadores varían su capacidad al variar la superficie de sus placas por procedimientos mecánicos. Constan de dos juegos de placas de aluminio muy rígidas y lo más delgadas posible. Están formados por un estator que va fijo sobre un soporte, mientras que el otro el rotor puede girar alrededor de un eje intercalando sus placas entre las del estator. En estos condensadores el dieléctrico es el aire.

condensador variable

Condensadores ajustables.

Al igual que el anterior, cambian su capacidad variando la separación entre sus placas. Están formados por una placa flexible que puede aproximarse mediante un tornillo a la otra mitad aislada de la placa de mica. Existen dos clases de condensadores ajustables:

Trimmer

Es un condensador de pequeña capacidad que se coloca en paralelo con otro de mayor capacidad para ajustar ésta, incrementándole pequeñas capacidades.

condensador de aceite

Padder

Son otro tipo de condensador de pequeño tamaño, pero de gran capacidad, que se colocan en serie con otro para ajustar su capacidad, disminuyéndola en pequeñas cantidades.

Código de colores

En la siguiente tabla se exponen los códigos de colores RMA para condensadores de papel, mica y cerámica que son los tipos más utilizados.

Tabla de colores de condensadores

Para determinar el valor de los condensadores se usa un código de colores semejante al de las resistencias.

En este caso, además de indicar la tolerancia y la capacidad, indican los valores de tensión de trabajo y en algunos casos el de coeficiente de temperatura.

Si el condensador es de tres franjas, éstas nos indican solamente el valor del condensador en pF (pico Faradios). Las dos primeras cifras son las significativas, mientras que la tercera es el multiplicador.

Si el condensador dispone de cuatro franjas, las tres primeras nos indicarán el valor de la capacidad en pF y la cuarta el valor de la tensión de trabajo.

Si el condensador tiene cinco franjas, la cuarta franja indicará el valor de la tolerancia y la quinta la tensión de trabajo. Pero en condensadores cerámicos con cinco franjas, la última de éstas indicará el coeficiente de temperatura.

Forma de leer el condensador

Forma de leer el condensador

En la actualidad los fabricantes optan por serigrafiar el cuerpo del componente con sus valores para mejor interpretación del técnico, aunque es bueno siempre saber calcular el valor mediante código.