Condensadores Eléctricos: Definición, Características y Tipos Principales

Definición de Condensadores

Los condensadores, también conocidos como capacitores, son dispositivos pasivos capaces de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Están compuestos por dos superficies conductoras, denominadas placas o armaduras, enfrentadas y separadas por un material dieléctrico o aislante.

La capacidad de un condensador es directamente proporcional a la superficie de las placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Además, depende del tipo de material aislante (dieléctrico) existente entre dichas placas.

Características Técnicas de los Condensadores

• Valor capacitivo (Capacidad): Se expresa en Faradios (F). Dado que el Faradio es una unidad muy grande, se suelen utilizar submúltiplos como el microfaradio (µF), el nanofaradio (nF) y el picofaradio (pF).
• Tensión máxima de trabajo (Tensión nominal): Es el valor máximo de tensión que puede aplicarse entre las placas del condensador de forma continua sin que sufra daños. Es importante considerar que, para que el condensador trabaje en condiciones óptimas, este valor puede disminuir a medida que aumenta la frecuencia de la señal aplicada.
• Corriente de carga y descarga: Al conectar un condensador descargado a una fuente de tensión continua, circula una corriente de carga que disminuye a medida que el condensador almacena energía, hasta hacerse prácticamente cero. Si la fuente de tensión es alterna, la corriente circulará en ambos sentidos, cargando y descargando el condensador en cada ciclo.
• Coeficiente de temperatura: Indica cómo varía la capacidad del condensador con los cambios de temperatura.
• Resistencia de aislamiento (Corriente de fugas): Representa las pérdidas que se producen en el dieléctrico. Idealmente, un condensador cargado con corriente continua debería mantener la carga indefinidamente, pero en la práctica existe una pequeña corriente de fugas a través del aislante, que se modela como una resistencia de aislamiento muy alta en paralelo.
• Inductancia Parásita (ESL): Debido a su construcción física (terminales y placas), todo condensador real presenta una pequeña inductancia en serie. Esta inductancia parásita, conocida como ESL (Equivalent Series Inductance), se vuelve significativa a altas frecuencias.

Tipos de Condensadores

Existen numerosos tipos de condensadores, clasificados principalmente por el material dieléctrico que utilizan. A continuación, se describen algunos de los más comunes:

• Condensadores de mica

  Están formados por un conjunto de una o más láminas de mica sobre las que se depositan finas capas de aluminio. Todo el conjunto está protegido por una carcasa de plástico moldeado. Se utilizan principalmente en circuitos de alta frecuencia debido a su gran estabilidad y alta resistividad.

• Condensadores de papel

  Se construyen enrollando una hoja de papel impregnado con una sustancia dieléctrica entre dos placas metálicas. El conjunto se encierra en una resina plástica termoestable. Eran comúnmente usados en circuitos de etapas de radio.

• Condensadores de papel metalizado

  En este tipo, una de las caras del papel está metalizada, lo que sirve como armadura. Esta técnica evita la formación de huecos entre el dieléctrico y la armadura, resultando en un tamaño más pequeño y la propiedad de ser autorregenerantes ante pequeñas perforaciones del dieléctrico.

• Condensadores de polietileno

  Presentan una constante dieléctrica baja. Su principal ventaja es que no se desintegran y son resistentes a la humedad, al ácido sulfúrico y a la acetona. El dieléctrico suele ser más ancho que las hojas de aluminio que forman las placas. Ofrecen ventajas como un reducido factor de pérdidas y una gran resistencia de aislamiento.

• Condensadores de polipropileno

  Utilizan como dieléctrico un plástico resistente al calor, a los disolventes orgánicos y a la radiación.

• Condensadores de poliéster (Mylar)

  Sustituyen a los de papel en muchas aplicaciones. Soportan un amplio margen de temperaturas de trabajo, incluso en condiciones de mayor temperatura.

• Condensadores de policarbonato

  Ofrecen una gama de capacidades que va, típicamente, desde 1 nF hasta 10 µF. Su margen de temperatura de operación es similar al de los condensadores de poliéster.

• Condensadores de película plástica metalizada

  En estos condensadores, se metaliza la superficie del dieléctrico plástico. Al igual que los de papel metalizado, presentan propiedades autorregenerantes.

• Condensadores cerámicos

  Se caracterizan por tener una inductancia parásita, un factor de potencia y una tangente de pérdidas muy bajos. El dieléctrico cerámico se metaliza para formar las placas. Son muy utilizados en circuitos de sintonía y aplicaciones de alta frecuencia.

• Condensadores electrolíticos

  Están formados por dos folios de aluminio arrollados, separados por papel absorbente impregnado con un electrolito (un líquido conductor). Son componentes polarizados, lo que significa que es crucial respetar la polaridad de sus terminales (+ y -) al conectarlos. Si se necesita utilizarlos con tensión alterna, se debe superponer una tensión continua de polarización cuyo valor sea superior al valor de pico de la componente alterna para evitar que la tensión en sus terminales se invierta.