Condensadores eléctricos: funcionamiento, tipos y especificaciones

Condensadores eléctricos: definición y usos

Los condensadores son dispositivos capaces de almacenar pequeñas cantidades de energía eléctrica para devolverla cuando sea necesaria.

Funcionamiento de un condensador

Para construir un condensador basta con montar dos placas metálicas conductoras separadas por un material aislante llamado dieléctrico.

El dieléctrico es una lámina muy fina para que las placas metálicas se encuentren lo más próximas posible.

Si conectamos las armaduras de un condensador, los electrones en exceso del polo negativo de la pila se dirigen a la armadura A, cargándose negativamente. En la armadura B se produce una acumulación de cargas positivas, lo que provoca una gran atracción entre ambas armaduras; la carga negativa exterior de la armadura B es atraída por el polo positivo de la pila. Una vez desconectado de la pila, se acumula la carga eléctrica gracias a la atracción entre las armaduras.

En corriente continua, el condensador no deja pasar corriente una vez que está totalmente cargado.

En corriente alterna, el condensador se carga y descarga en cada mitad de ciclo, haciendo fluir corriente por el circuito en todo momento.

Capacidad de un condensador

Cuanto mayor sea la superficie del dieléctrico, menor la distancia entre armaduras y mejor la calidad del aislante, mayor será la capacidad de almacenamiento de cargas del condensador. La unidad de capacidad es el faradio (F). Según la sustancia del aislante, la capacidad también varía.

Carga de un condensador

Un condensador en C.C. solo deja pasar la corriente durante el corto periodo de tiempo que dura su carga. Al cabo de este tiempo funciona como un interruptor abierto.

Descarga de un condensador

En el primer momento la intensidad es grande ya que tiene toda la tensión. Conforme se va descargando el condensador, la tensión se reduce y con ella la intensidad de la corriente.

Constante de tiempo de carga y descarga

Se conoce como constante de tiempo el instante en que el condensador alcanza el 63% de su carga total.

Especificaciones técnicas de los condensadores

Entre las especificaciones más importantes se encuentran:

• Capacidad nominal: cambia con la frecuencia de trabajo y la temperatura.
• Tensión de perforación del dieléctrico o tensión pico: es la tensión máxima que puede soportar el dieléctrico sin perforarse.
• Tensión de trabajo o nominal: es la tensión con la que puede trabajar constantemente sin sufrir daños.
• Coeficiente de temperatura: la capacidad del condensador puede variar con la temperatura.
• Tolerancia: indica la desviación respecto a la capacidad indicada por el fabricante.

Tipos de condensadores

Existen múltiples tipos de condensadores, entre los más comunes se encuentran:

Condensadores de papel impregnado

Son dos láminas de aluminio de unos 0,006 mm de espesor, separadas por otras dos de un papel impregnado en cera o aceite.

Condensadores de papel metalizado

Se utilizan para evitar que se produzcan vacíos entre las placas y el dieléctrico. También existen condensadores de plástico metalizado.

Condensadores de plástico

Utilizan como dieléctrico el poliéster, policarbonatos o estiroflex. Tienen la ventaja de conseguir capacidades elevadas con tensiones de hasta 10 000 V.

Condensadores cerámicos

Soportan poca tensión y se utilizan dieléctricos compuestos cerámicos de constante dieléctrica muy elevada.

Condensadores de mica

Se construyen intercalando láminas de mica como dieléctrico y láminas de estaño o aluminio como placas. Se suelen utilizar en circuitos de recepción de radio.

Condensadores electrolíticos de aluminio

Están formados por una lámina de aluminio y otra de plomo sumergidas en una solución de cloruro de amonio. Se consiguen capacidades elevadas en un volumen reducido; no pueden invertirse las conexiones y, por lo tanto, no es recomendable aplicarlos en corriente alterna.

Asociación de condensadores

Los condensadores se pueden acoplar entre sí en serie o paralelo:

• En serie: la tensión se reparte entre cada uno de los condensadores y cada uno trabaja a una tensión más baja.
• En paralelo: la tensión aplicada a los condensadores es la misma para cada uno y coincide con la aplicada al conjunto.