En esta entrada vamos a presentar los condensadores, veremos sus principales carateristicas y tipos.
Los condensadores son componentes capaces de almacenar electricidad, con la finalidad de liberarla posteriormente.
La cantidad de carga que pueden almacenar se mide en Faradio, se denomina Capacidad del condensador. Pero esta medida eléctrica es enorme. La capacidad de los condensadores que emplearemos se mide en unidades más pequeñas:
- miliFaradio (mF): Milésimas de Faradio (1×10-3)
- microfaradio (µF): Millonésimas de Faradio (1×10-6)
- nanoFaradio (nF): Mil millonésimas de Faradio ( 1×10-9)
- picofaradio (pF): Billonésima parte de Faradio (1×10-12)
Los condensadores utilizan dos láminas conductoras separadas por un material aislante. Estas láminas almacenan una carga eléctrica que se mide en Culombios. La relación entre capacidad, carga y tensión se expresa en la fórmula:
C = q / V
Capacidad (Faradios) = Carga (Culombios) / Voltaje (Voltios)
Los condensadores comerciales indicarán su capacidad, y en la mayoría el voltaje máximo al que pueden ser conectados. La carga final resultante dependerá del voltaje al que se conectan.
Si despejamos la carga (q).
q = C*V
A mayor voltaje o capacidad, mayor será la carga en el condensador.
Tipos de condensadores
La variedad es muy amplia, existen de valor fijo y variable. Los tipos más habituales con los que trabajaremos serán los fijos de cerámicos, poliéster, de mica, papel, aire, etc y los electrolíticos. Cada uno de ellos utiliza distintos materiales aislantes que determinan su capacidad y tensiones de funcionamiento. No entraremos en detalle y distinguiremos solo los que tiene polaridad y los que no.
Los cerámicos u otros materiales aislantes como mica, papel o de aire no presentan polaridad y pueden ser conectados en cualquier sentido.
Su esquema
Los electrolíticos y los de tántalo si presentan polaridad. Debe respetarse a la hora de utilizarlos en un circuito. Normalmente vendrá marcado el borne negativo con una banda blanca y el signo – o un 0. También podemos distinguirlos porque una de las patillas es más larga, esta es la que debe conectarse al positivo de la alimentación.
Su símbolo en los esquemas, incluye un signo positivo o bien la diferencia de dibujo entre sus bornes.
Existen muchos tipos. Para conocer más sobre los tipos de condensador y sus usos podemos consultar:
https://electronicaonline.net/componentes-electronicos/condensador/tipos-de-condensadores/
https://www.zonamaker.com/electronica/intro-electronica/componentes/el-condensador
Carga y descarga de los condensadores
El proceso de carga de los condensadores es progresivo, es decir, se inicia al conectarlos a la alimentación y pasado un tiempo, que podemos controlar mediante una resistencia, alcanzarán su máxima capacidad a la tensión conectada.
El proceso de descarga es similar, una vez conectados a un consumidor se descargará progresivamente hasta agotar su carga. Este proceso debe ser igualmente controlado mediante una resistencia.
Teóricamente, si conectamos un condensador directamente a una fuente de alimentación, debería cargarse inmediatamente. Esto no sucede, puesto que el propio condensador presenta una mínima resistencia. De todos modos, no es aconsejable realizar la conexión sin intercalar una resistencia que limite la carga, ya que una carga brusca podría dañar el condensador por la alta intensidad.
De igual modo para la descarga intercalaremos una resistencia que la limite. Entre sus bornes si no existe resistencia que limite la intensidad, actuaría como un cortocircuito, con una intensidad muy alta que dañaría el condensador.
Hemos de considerar un condensador vacío como un interruptor cerrado, por el que pasará la corriente. Hasta que se cargue, existirá una intensidad a través de él. Alcanzado este punto, un condensador cargado actúa como un circuito abierto, no circulará ninguna corriente.
Los tiempos de carga y descarga de un condensador podemos calcularlos con la fórmula.
T = 5 x R x C
Condensadores en serie
Los condensadores en serie suman la tensión de los condensadores. Es decir actúan como un condensador de mayor voltaje.
Vt = V1 + V2 + … + Vn
La capacidad es la suma de las inversas.
1/ Ct = 1/ C1 + 1/ C2 + … + 1/ Cn
Condensadores en paralelo
En este caso los condensadores mantienen la tensión de la alimentación.
Vab = V1 = V2= Vn
En cambio las capacidades se suman. Actúan como un condensador de mayor capacidad.
Ct = C1 + C2 + Cn
Usos de los condensadores en nuestra afición
Los tiempos de carga y descarga nos permiten utilizar los condensadores como temporizadores. Estableciendo periodos de carga y descarga del condensador. Esta característica es la empleada para hacer intermitencias con integrados 555 por ejemplo.
También como fuentes de energía extra cuando necesitamos picos de consumo. Por ejemplo, en algunos circuitos empleados en la conmutación de desvíos con bobinas de alto consumo. En estos circuitos cuando pulsamos la bobina se requiere una alta intensidad, esta energía extra la proporciona el condensador descargándose. Una vez la bobina ha finalizado el recorrido y no consume, el condensador vuelve a cargarse de la fuente de alimentación. Pero ello implica que se necesitan 2 o 3 segundos para recargar el condensador antes de volver a cambiar la aguja.
Enlaces a tutoriales con esta aplicación
http://www.infotronikblog.com/2012/01/circuito-para-desvios-ho-n-con-bobina.html Un caso práctico.
http://www.escalan.es/thread-2017.html Explicación clara, precisa y brillante de las opciones de estos circuitos para continua y alterna. Muy recomendable.
En nuestra afición también los utilizamos para los coches dotados de iluminación. Si disponemos en ellos de un circuito con condensador, esto implica también resistencias limitadoras de carga y de descarga, para evitar los parpadeos en la iluminación por fallo de contacto. Aquí tenéis enlaces a blogs de compañeros de afición con tutoriales para iluminar vagones:
https://sites.google.com/site/maquetadenpaco/iluminacion-de-vagones
https://www.masquetrenes.com/tutorial-iluminacion-vagones-coches-cercanias-ut-450/
Otro uso es como filtro, absorbiendo picos de tensión. Esta característica es la empleada en los transformadores de alterna a continua para obtener una salida de corriente continua estabilizada.
En la próxima entrada veremos la identificación de los condensadores.
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