capacitancia y dieléctricos
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Capacitancia y
Dieléctricos.Centro de Enseñanza Técnica Industrial.
Rodrigo Flores Maldonado.
Capacitancia.
• La capacitancia eléctrica es la capacidad que tienen
algunos dispositivos de oponerse a los cambios de voltaje
en un circuito eléctrico.
Capacitor
• Es un dispositivo eléctrico pasivo capaz de almacenar
energía eléctrica en forma de campo eléctrico, y liberarla
después.
• El capacitor se compone de dos placas metálicas paralelas
separadas por un material aislante llamado dieléctrico, del
cual se hablará más adelante.
Tipos de Capacitores.
• Existen diversos tipos de capacitores, los cuales poseen
propiedades y características físicas diferentes, entre los
cuales se muestran:
• Capacitores eléctricos de aluminio.
• Capacitores eléctricos de tantalio.
• Capacitores eléctricos de cerámica.
• Capacitores eléctricos de papel o plástico.
• Capacitores de mica y vidrio.
Capacitores eléctricos de
aluminio.
• Son populares debido a su bajo costo y gran capacitancia
por unidad de volumen. Existen en el mercado unidades
polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas
metálicas, con un electrolito que puede ser acuoso, en
pasta o seco (“sin agua”):
Capacitores eléctricos de
tantalio.
• Son más flexibles y confiables, y presentan mejores
características que los electolíticos de aluminio pero
también su costo es mucho más elevado. Existen 3 tipos:
• Capacitores de hojas metálicas.
• Capacitores de hojas de tantalio.
• Capacitores de tantalio sólido.
Capacitores de hojas
metálicas.
• Se elaboran del mismo modo que los electrolíticos de
aluminio. Los alambres conductores de tantalio se soldan
por puntos tanto a la lámina de ánodo como a la del
cátodo, las cuales se arrollan después con separadores de
papel en un rollo compacto.
Capacitores de hojas
de tantalio.
• Existen en el mercado tamaños que varían de 0.12 pF
hasta 3500 mF, a voltajes hasta de 450V. La mayor parte
de las aplicaciones para este tipo de capacitor se
encuentra en los intervalos de voltajes superiores, en los
que no es posible aplicar los condensadores de tantalio
húmedo.
Capacitores de tantalio
sólido.
• Parecido a la versión húmeda, en cuanto a sus etapas
iniciales de manufactura. No hay líquido que se evapore,
y el electrolito sólido, estable.
Capacitores eléctricos
de cerámica.
• Bajo costo, reducido tamaño, amplio intervalo de
capacitancia y aplicabilidad general en la electrónica. Son
particularmente idóneos para aplicaciones de filtrado,
acoplamiento, derivación, cronometraje, etc. Se elaboran
en forma de disco, como capacitores de capas múltiples o
monolíticos en forma tubular.
Capacitores eléctricos de
papel o plástico.
• El papel, el plástico y las combinaciones de ambos se
utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como
filtrado, acoplamiento, derivación, cronometraje y
suspensión de ruido. Son capaces de funcionar a altas
temperaturas, poseen alta resistencia de aislamiento,
buena estabilidad. La propiedad de autorreparación de la
películas metálicas es bastante útil en algunas
aplicaciones.
Capacitores de mica y
vidrio.
• Los capacitores con dieléctrico de mica y vidrio se
aplican cuando se requiere carga eléctrica alta y excelente
estabilidad con respecto a la temperatura y frecuencia.
Comportamiento de los
capacitores en CC.
• En la figura se
muestran dos
capacitores
conectados en
paralelo.
• Entre sus terminales
se aplica una tensión
que llamaremos E.
• La carga en C1 será
• Y la carga en C2
• La carga total de los capacitores es
• Entonces
•
• Y
• Se ve que los capacitores en paralelo se combinan como
los resistores en serie; es decir, la capacitancia de las
combinaciones paralelo es la misma que la suma de las
capacitancias individuales.
• En esta figura se
muestran dos
capacitores
conectados en serie.
Con una tensión E
conectada a las
terminales de la
combinación.
•
•
•
•
• Llegamos a la conclusión de que los capacitores en serie
se combinan de la misma forma que las resistencias en
paralelo; es decir, la inversa de la capacidad de la
combinación es igual a la suma de los inversos de las
capacitancias individuales.
Dieléctricos.
Definición.
• Los dieléctricos son materiales que tienen poca
conductividad, prácticamente aislantes, y se utilizan en
distintos dispositivos para impedir o delimitar el paso de
la corriente eléctrica por algún camino en particular.
Constante dieléctrica.
• Es la relación que resulta de la comparación de la carga
que obtiene un capacitor usando un cierto material como
dieléctrico, comparada con la carga que obtendría si el
dieléctrico fuera el vacío.
•
Constante dieléctrica de
algunos materiales.