Capacitores-trabajo escrito Equipo 6

5/11/2018 Capacitores-trabajo escrito Equipo 6 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/capacitores-trabajo-escrito-equipo-6 1/11

CAPACITORES

Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por unaislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con

signos contrarios.

En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas oarmaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por unalámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a ungenerador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa.Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q-) y la otrapositivamente (Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sinembargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.

Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante(por lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, escomo un cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitosde corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muyútiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinadaparte de un circuito eléctrico, pero si queremos que pase la alterna.

Usos del Capacitor

Los capacitores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos enresonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidoseléctricos se utilizan grandes capacitores para producir resonancia eléctrica enel cable y permitir la transmisión de más potencia.

Además son utilizados en: Ventiladores, motores de Aire Acondicionado, enIluminación, Refrigeración, Compresores, Bombas de Agua y Motores deCorriente Alterna, por la propiedad antes explicada.

Los capacitores se fabrican en gran variedad de formas y se pueden mandar ahacer de acuerdo a las necesidades de cada uno. El aire, la mica, la cerámica,el papel, el aceite y el vacío se usan como dieléctricos, según la utilidad que sepretenda dar al dispositivo. Pueden estar encapsulados en baquelita conválvula de seguridad, sellados, resistentes a la humedad, polvo, aceite; con

terminales para conector hembra y/o soldadura.También existen los capacitores de Marcha oMantenimiento los cuales están encapsulados en

metal. Generalmente, todos los Capacitores sonsecos, esto quiere decir que son fabricados con cintasde plástico metalizado, auto regenerativos,

http://2.bp.blogspot.com/_isAkcamREJQ/S9uCA-HBS4I/AAAAAAAAAEk/5vfvHY-JcXQ/s1600/capacitors%5B1%5D.jpg



encapsulados en plástico para mejor aislamiento eléctrico, de altasestabilidades térmicas y resistentes a la humedad.

El primer capacitor es la botella de Leyden, el cual es un capacitor simple en elque las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y

fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud quecaracteriza a un capacitor es su capacidad, cantidad de carga eléctrica quepuede almacenar a una diferencia de potencial determinado.

La botella de Leyden, uno de los capacitores más simples, almacena una cargaeléctrica que puede liberarse, o descargarse, juntando sus terminales,mediante una varilla conductora. La primera botella de Leyden se fabricóalrededor de 1745, y todavía se utiliza en experimentos de laboratorio.

Para un capacitor se define su capacidad como la razón de la carga que poseeuno de los conductores a la diferencia de potencial entre ambos, es decir, la

capacidad es proporcional al la carga e inversamente proporcional a ladiferencia de potencial: C = Q / V, medida en Farad (F).

La diferencia de potencial entre estas placas es igual a: V = E * d ya quedepende de la intensidad de campo eléctrico y la distancia que separa lasplacas. También: V =q / e * d, siendo q carga por unidad de superficie y d ladiferencia entre ellas. Para un capacitor de placas paralelas de superficie S por placa, el valor de la carga en cada una de ellas es q * S y la capacidad deldispositivo:

C = q * S / (q * d / e ) = e * S / dSiendo d la separación entre las placas.

La energía acumulada en un capacitor será igual al trabajo realizado paratransportar las cargas de una placa a la otra venciendo la diferencia depotencial existente ellas:

D W = V * D q = (q / C) * D q

La energía electrostática almacenada en el capacitor será igual a la suma de

todos estos trabajos desde el momento en que la carga es igual a cero hastallegar a un valor dado de la misma, al que llamaremos Q.

W = V * dq = ( 1 / C) * ( q * dq) = 1 / 2 (Q2 / C)

Si ponemos la carga en función de la tensión y capacidad, la expresión de laenergía almacenada en un capacitor será: W = 1/2 * C * V2 medida en unidadesde trabajo.

Dependiendo de superficie o área de las placas su fórmula de capacidad es

C = e * A / 4p d, donde e es la constante dieléctrica.



Tipos de Capacitores

CAPACITORES FIJOS

Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y suvalor no se puede modificar. Sus características dependen principalmente deltipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tiposse corresponden con los nombres del dieléctrico usado.

De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos:

• Cerámicos.• Plástico.• Mica.• Electrolíticos.• De doble capa eléctrica.

Capacitores cerámicos

El dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el materialmás utilizado el dióxido de titanio. Este material confiere al condensador grandes inestabilidades por lo que en base al material se pueden diferenciar

dos grupos:

Grupo I: caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente detemperatura bien definido y casi constante.

Grupo II: su coeficiente de temperatura no está prácticamente definido yademás de presentar características no lineales, su capacidad varíaconsiderablemente con la temperatura, la tensión y el tiempo defuncionamiento. Se caracterizan por su elevada permitividad.

Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten

amplias posibilidades de diseño mecánico y eléctrico.



Capacitores de plástico

Estos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento yelevadas temperaturas de funcionamiento.Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo k y tipo

MK, que se distinguen por el material de sus armaduras (metal en el primer caso y metal vaporizado en el segundo).

Según el dieléctrico usado se pueden distinguir estos tipos comerciales:KS: styroflex, constituidos por láminas de metal y poliestireno comodieléctrico.KP: formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno.MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.MKY: dieléctrco de polipropileno de gran calidad y láminas de metalvaporizado.MKT: láminas de metal vaporizado y dieléctrico de teraftalato depolietileno (poliéster).MKC: makrofol, metal vaporizado para las armaduras y policarbonatopara el dieléctrico.

A nivel orientativo estas pueden ser las características típicas de los

capacitores de plástico:TIPO CAPACIDAD TOLERANCIA TENSION TEMPERATURA

KS 2pF-330nF +/-0,5% +/-5% 25V-630V -55ºC-70ºC

KP 2pF-100nF +/-1% +/-5% 63V-630V -55ºC-85ºC

MKP 1,5nF-4700nF +/-5% +/-20% 0,25KV-40KV -40ºC-85ºC

MKY 100nF-1000nF +/-1% +/-5% 0,25KV-40KV -55ºC-85ºC

MKT 680pF-0,01mF +/-5% +/-20% 25V-630V -55ºC-100ºC

MKC 1nF-1000nF +/-5% +/-20% 25V-630V -55ºC-100ºC

Capacitores de mica

El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato dealuminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango defrecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.

Capacitores electrolíticos

En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otraestá constituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan unos altos



valores capacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de los casosaparecen polarizados.

Podemos distinguir dos tipos:

• Electrolíticos de aluminio: la armadura metálica es de aluminio y elelectrolito de tetraborato armónico.• Electrolíticos de tántalo: el dieléctrico está constituido por óxido de

tántalo y nos encontramos con mayores valores capacitivos que losanteriores para un mismo tamaño. Por otra parte las tensionesnominales que soportan son menores que los de aluminio y su coste esalgo más elevado.

Capacitores de doble capa eléctrica

Estos capacitores también se conocen como supercapacitores o CAEV debidoa la gran capacidad que tienen por unidad de volumen. Se diferencian de loscapacitores convencionales en que no usan dieléctrico por lo que son muydelgados. Las características eléctricas más significativas desde el punto de suaplicación como fuente acumulada de energía son: altos valores capacitivospara reducidos tamaños, corriente de fugas muy baja, alta resistencia serie, ypequeños valores de tensión.

CAPACITORES VARIABLES

Estos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertoslímites. Igual que pasa con las resistencias podemos distinguir entrecapacitores variables, su aplicación conlleva la variación con cierta frecuencia(por ejemplo sintonizadores); y capacitores ajustables o trimmers, que

normalmente son ajustados una sola vez (aplicaciones de reparación y puestaa punto).La variación de la capacidad se lleva a cabo mediante el desplazamientomecánico entre las placas enfrentadas. La relación con que varían sucapacidad respecto al ángulo de rotación viene determinada por la formaconstructiva de las placas enfrentedas, obedeciendo a distintas leyes devariación, entre las que destacan la lineal, logarítmica y cuadrática corregida.



IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORES

Vamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo decondensador, y un código de marcas, particularizado en los mismos. Primero

determinaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y el tipo concreto dentrode estos.Las principales características que nos vamos a encontrar en los capacitoresvan a ser la capacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente detemperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán unas características uotras.En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color delcódigo de colores, son lo mismo que para resistencias. Debemos destacar quela fuente más fiable a la hora de la identificación son las características que nosproporciona el fabricante.

Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2.



Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1.

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2.



Capacitores cerámicos tubulares.

CÓDIGO DE COLORES

CÓDIGO DE MARCAS



Capacitores de plástico.

CÓDIGO DE COLORES

CÓDIGO DE MARCAS

Capacitores electrolíticos

Estos capacitores siempre indican la capacidad en microfaradios y la máxima tensiónde trabajo en voltios. Dependiendo del fabricante también pueden venir indicados otrosparámetros como la temperatura y la máxima frecuencia a la que pueden trabajar.Tenemos que poner especial atención en la identificación de la polaridad. Las formasmás usuales de indicación por parte de los fabricantes son las siguientes:



Capacitores de tantalio

Actualmente estos capacitores no usan el código de colores. Con el código demarcas la capacidad se indica en microfaradios y la máxima tensión de trabajoen voltios. El terminal positivo se indica con el signo +

Capacitancia EléctricaPropiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitanciatambién es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para unpotencial eléctrico dado. El dispositivo más común que almacena energía de estaforma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión)

existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, sedescribe mediante la siguiente ecuación:

Donde:

• es la capacidad, medida en faradios; esta unidad es relativamente grande ysuelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.

• es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios; • es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.

Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de lageometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otrofactor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficiesdel condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad.

En la práctica, la dinámica eléctrica del condensador se expresa gracias a la siguienteecuación diferencial, que se obtiene derivando respecto al tiempo la ecuación anterior.

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Faradio


http://es.wikipedia.org/wiki/Culombio


http://es.wikipedia.org/wiki/Voltio

http://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_diel%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_diferencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Derivada

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico



http://es.wikipedia.org/wiki/Faradio


http://es.wikipedia.org/wiki/Culombio


http://es.wikipedia.org/wiki/Voltio

http://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_diel%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_diferencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Derivada



Centro De Bachillerato TecnológicoIndustrial Y De Servicios No. 11

Física II

Capacitores

Dulce A. Duarte VásquezAbigail Guerrero Zamudio

Lilian M. Ríos RuizRamón Romo PreciadoRocío I. Zapata Carrillo

5B Electricidad

Profesora. Ma. Ivonne Vidal Q.

Jueves 13 de Octubre del 2011

Documents

Capacitores-trabajo escrito Equipo 6