UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA
AGRICOLAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA
I.- TIPOS DE CONDENSADORESExiste una gran variedad de tipos de
condensadores en el mercado, de los que conviene conocer sus
principales caractersticas, con el objeto de poder utilizarlos para
la aplicacin ms idnea.
Cuadro: 01
Al igual que las resistencias, existen condensadores variables a
los que se les puede modificar su valor capacitivo. Estudiaremos
aqu algunos de los condensadores fijos, que son los de ms extendida
aplicacin. A continuacin veremos una serie de condensadores de los
ms tpicos que se pueden encontrar. 1.- Electrolticos.Tienen el
dielctrico formado por papel impregnado en electrlito. Siempre
tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 F. Arriba observamos
claramente que el condensador n 1 es de 2200 F, con una tensin
mxima de trabajo de 25v. (Inscripcin: 2200 / 25 V). Abajo a la
izquierda vemos un esquema de este tipo de condensadores y a la
derecha vemos unos ejemplos de condensadores electrolticos de
cierto tamao, de los que se suelen emplear en aplicaciones
elctricas (fuentes de alimentacin, etc...).
Figuras: 012.- Electrolticos de tntaloo de gota. Emplean como
dielctrico una finsima pelcula de xido de tantalio amorfo, que con
un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen
polaridad y una capacidad superior a 1 F. Su forma de gota les da
muchas veces ese nombre.3.- Depolister metalizadoMKT. Suelen tener
capacidades inferiores a 1 F y tensiones de trabajo a partir de
63v. Ms abajo vemos su estructura: dos lminas de policarbonato
recubierto por un depsito metlico que se bobinan juntas. Aqu al
lado vemos un detalle de un condensador plano de este tipo, donde
se observa que es de 0.033 F y 250v. (Inscripcin: 0.033 K/ 250
MKT).4.- Depolister. Son similares a los anteriores, aunque con un
proceso de fabricacin algo diferente. En ocasiones este tipo de
condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos
impresos en forma de bandas de color, recibiendo comnmente el
nombre de condensadores "de bandera". Su capacidad suele ser como
mximo de 470 nF.
5.- Depolister tubular. Similares a los anteriores, pero
enrollados de forma normal, sin aplastar.
6.- Cermico "de lenteja" o "de disco". Son los cermicos ms
corrientes. Sus valores de capacidad estn comprendidos entre 0.5 pF
y 47 nF. En ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas
de color.Aqu abajo vemos unos ejemplos de condensadores de este
tipo.
7.- Cermico "de tubo". Sus valores de capacidad son del orden de
los picofaradios y generalmente ya no se usan, debido a la gran
deriva trmica que tienen (variacin de la capacidad con las
variaciones de temperatura).
II.- CONEXIONES EN CONDENSADORES
En la prctica de la ingeniera es frecuente encontrar
aplicaciones en donde es necesario conectar dos o ms capacitores
formando lo que se conoce con el nombre de banco de capacitores;
para representar esquemticamente las conexiones de capacitores se
emplean smbolos para indicar un capacitor; los ms comunes son los
siguientes.
En general, varios capacitores se pueden conectar en cuatro
formas distintas que se conocen con los nombres de: conexin en
serie, conexin en paralelo, conexin mixta o serie - paralelo y
conexin de red con puente.Se define como capacitancia equivalente
de un banco a la capacitancia que debe tener un capacitor nico que
al aplicarle la misma diferencia de potencial aplicada al banco,
adquiera la misma carga elctrica que el banco.
1.- Conexin en serie:
Los capacitores de la figura siguiente estn conectados en
serie.
Como puede verse en la conexin serie todos los capacitores
tienen la misma carga y para el clculo de la capacitancia
equivalente se tiene:
Ve = V1 + V2 + V3
Aplicando la definicin de capacitancia se tiene:
Q / CEq = Q1 / C1 + Q2/ C2 + Q3 / C3
De donde se puede escribir:
1 / CEq = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3
2.- Conexin en paralelo.
La figura muestra un banco de capacitores en conexin
paralelo.
En la conexin paralelo el banco tiene la misma diferencia de
potencial en todos los capacitores y la carga total es la suma de
las cargas en todos los capacitores, lo que se puede expresar como
sigue:
Qe = Q1+ Q2+Q3
Teniendo en cuenta la definicin de capacitancia:
CeV = C1V + C2V + C3V
La capacitancia equivalente es:
Ce = C1+ C2+ C3
3.- Conexin mixta.
Los capacitores de la siguiente figura estn conectados en serie
- paralelo.
Para calcular la capacitancia de un banco de capacitores en
conexin mixta, primero se calculan las capacitancias equivalentes
de los grupos que estn en paralelo, quedando un banco equivalente
en serie, la capacitancia del banco se calcula por medio del banco
equivalente en serie.
III.- POTENCIA EN CONDENSADORES
1.- Potencia en una bobina
Al contrario que ocurre en una resistencia, en una bobina no se
produce ningn consumo de energa calorfica. La corriente que recorre
la bobina sirve nicamente para generar el campo magntico.
En realidad lo que ocurre es que, al intentar crecer la
corriente por la bobina, tambin lo hace el campo magntico,
producindose un consumo de energa elctrica. En este caso la energa
fluye del generador de C.A. hacia la bobina y es cuando decimos que
sta se est cargando de energa electromagntica.
Una vez alcanzada la corriente mxima y el flujo mximo, stos
tienden a disminuir siguiendo la trayectoria senoidal,
desarrollndose una f e.m. de autoinduccin de tal sentido que genera
una energa elctrica que, ahora, fluye desde la bobina hacia el
generador. En este caso, la bobina devuelve la energa al generador.
De esta manera tenemos que la bobina no consume realmente la
energa, simplemente la toma prestada durante un cuarto de ciclo
para generar su campo electromagntico, para devolverla en el
siguiente cuarto de ciclo.
De esta expresin, representada grficamente en la figura, se
deducen las siguientes propiedades:
En la representacin grfica de la potencia instantnea en funcin
del tiempo se observa que cuando la tensin y la intensidad tienen
el mismo sentido la potencia es positiva, lo que significa que la
bobina almacena energa en su campo magntico procedente de la que le
suministra el generador del circuito. Por el contrario, cuando u e
i tienen sentidos contrarios la bobina cede energa al circuito.
Y todo esto va sucediendo alternativamente: durante un cuarto de
perodo la bobina se carga, y durante el cuarto de siguiente va
perdiendo su energa hasta quedar descargada.Esta magnitud recibe el
nombre de potencia reactiva de inductancia. Se representa por la
letra Q, y su unidad es el voltamperio reactivo (VAr). Aunque
fsicamente no es una potencia, se trata de una magnitud que se
puede medir y que resulta de gran utilidad en los clculos
electrotcnicos
2.- Potencia en un condensador
En un condensador tampoco se produce ningn consumo de energa
calorfica. Este hecho se debe a que en el primer cuarto de ciclo el
condensador se carga de energa elctrica en forma de carga
electrosttica, por lo que la energa fluye del generador de C.A. al
condensador. En el siguiente cuarto de ciclo el condensador se
descarga hacia el generador, devolviendo al mismo la energa
acumulada.
Al igual que con la bobina, el condensador no consume realmente
la energa, simplemente la toma prestada durante un cuarto de ciclo,
para devolverla en el siguiente cuarto de ciclo. Por esta razn el
vatmetro, que indica el valor medio de la potencia instantnea,
indica una potencia igual a cero.
De esta expresin, representada grficamente en la figura deducen
las siguientes propiedades:
En la representacin grfica de la potencia instantnea en funcin
del tiempo se observa que cuando la tensin y la intensidad tienen
el mismo sentido la potencia es positiva, lo que significa que el
condensador almacena energa en su campo elctrico procedente de la
que le suministra el generador o el resto del circuito.
Por el contrario, cuando u e i tienen sentidos contrarios el
condensador cede energa al circuito. Y todo esto va sucediendo
alternativamente: durante un cuarto de perodo el condensador se
carga, y durante el cuarto de perodo siguiente va perdiendo su
energa hasta quedar descargado.
Esta magnitud recibe el nombre de potencia reactiva de
capacidad. Se representa por la letra Q, y su unidad es el
voltamperio reactivo (VAr). Aunque fsicamente no es una potencia lo
mismo que en el caso de la autoinduccin, se trata de una magnitud
que se puede medir y que resulta de gran utilidad en los clculos
electrotcnicos.
IV.- ESTRUCTURA DE UN CONDENSADOR
Un condensador est formado por dos placas metlicas o armaduras
separadas por un aislante (dielctrico).
El dielctrico puede ser papel, cermica, mica, plstico, O el
aire.
Cada placa tiene soldado un terminal para hacer la conexin al
circuito.
CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICASPgina 5
