estadistica

FISI 3143: Laborarorio de Electrónica 1
Dept. Física y Electrónica, UPR Humacao
Prof. Idalia Ramos, Ago. 2011

Capacitores
El capacitor es el segundo componente eléctrico pasivo que estudiaremos en el
laboratorio. El capacitor básico es un componente electrónico construido con dos
placas paralelas conductoras separadas por un material aislante o dieléctrico. Los
terminales se conectan alas placas. La construcción básica del capacitor en la figura
1.

Figura 3.1a: Capacitor de placas paralelas;

3.1b: Polarización del capacitor

Cuando el capacitor se conecta a una fuente de voltaje a través de un resistor, las
placas se polarizan como muestra la figura 1b. Este proceso ocurre ya que al
conectarse la fuente de voltaje se remueve un número de electrones de la placa A y
unnúmero igual se deposita en la placa B. Al perder electrones, la placa A se hace
positiva y al ganar electrones la placa B se hace negativa. Durante este proceso de
carga, los electrones fluyen sólo a través de los terminales y la fuente. No hay flujo
de electrones a través del dieléctrico ya que es un aislante. El movimiento de
electrones se detiene cuando el voltaje a través del capacitores igual al voltaje a
través de la fuente. Si la fuente se desconecta del capacitor, éste permanece cargado
por cierto período de tiempo (dependiendo de las propiedades del capacitor) y puede
considerarse como una batería temporera.
La cantidad de carga que un capacitor puede almacenar a través de sus placas, por
unidad de voltaje, es su capacitancia, C. En otras palabras, la capacitancia esuna
medida de la capacidad de almacenar carga que tiene un capacitor,
(3.1)
donde C es la capacitancia, Q es la carga y V es el voltaje. La unidad básica de
capacitancia es el Faradio (F). Un Faradio es la cantidad de capacitancia cuando un
Coulomb(C) de carga se almacena con un voltio entre las placas del componente. La
mayoría de los capacitores utilizados en electrónica tienen valores demicrofaradios
(mF) y de picofaradios (pF).
La cantidad de energía almacenada en el capacitor es proporcional a la capacitancia
y al voltaje entre las placas,

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Dept. Física y Electrónica, UPR Humacao
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donde C es la capacitancia en faradios (F), V es el voltaje en voltios (V) y W es la
energía en Julios (J).Características Físicas del Capacitor
La capacitancia depende del tamaño de las placas (A), de la separación entre éstas
(d) y de las propiedades eléctricas del aislante o dieléctrico. La constante dieléctrica
o permitividad relativa, er, es una medida de la capacidad del material para
establecer un campo eléctrico. La constante dieléctrica del vacío es igual a 1 y la de
aire está muy cerca a estevalor. Otros materiales tienen constantes dieléctricas
mayores.
La capacitancia se mide en faradios (F) y está determinada por la siguiente relación:
,
donde

y e0=8.85X10-12 F/m.

Limitaciones
Los siguientes parámetros especifican limitaciones para el uso del capacitor y deben
tomarse en cuenta dependiendo de la aplicación particular: Voltaje de Trabajo,
Fortaleza Dieléctrica,Coeficiente de Temperatura y Filtración (“Leakage”).
El voltaje de trabajo es el voltaje dc máximo que puede aplicarse al capacitor sin
riesgo de que se dañe permanentemente. Este también se conoce como Voltaje de
Rotura. El voltaje de trabajo está determinado por la fortaleza dieléctrica del
material aislante utilizado para construir el capacitor. La fortaleza dieléctrica se
mide en unidades deV/mil (1 mil = 0.001 in) y sus valores varían de acuerdo al
material. Por ejemplo, la fortaleza dieléctrica de aire es 80 V/mil y la de vidrio es
2000 V/mil.
El coeficiente de temperatura indica el cambio en capacitancia con temperatura.
Los valores típicos son en partes por millón por grado centígrado. Por ejemplo, un
coeficiente de –150 ppm/°C para un capacitor de 1mF implica que por cada...