Capacitores 2

Energía almacenada en un capacitor (parte 2)
Para cargar un capacitor debe realizarse un trabajo para transportar electrones de una placa
a la otra. Como dicho trabajo se desarrolla en un tiempo dado, se desarrolla energía cinética
que es almacenada en el capacitor como energía potencial
La carga de un capacitor puede compararse con la energía cinética desarrollada al
comprimir un resorte,este al ser comprimido almacena esa energía como energía potencial
que devolverá como energía cinética cuando sea liberado.
La energía almacenada en un capacitor puede calcularse por la siguiente expresión:
2

W = 0,5 . C . V2
expresándose:
W : en Joules
C : en Faradios
V : en Volts

La energía eléctrica que puede ser almacenada en un capacitor es pequeña, por lo que
difícilmente puedeser utilizado como fuente de energía. A pesar de este inconveniente,
otras propiedades que posee posibilitan múltiples aplicaciones de este componente en
circuitos electrónicos.

Como se vio en la expresión 2
, la energía almacenada en un capacitor es directamente
proporcional al cuadrado de la tensión aplicada “V”. Esta condición parece indicar que,
para un capacitor dado conseguiríamosalmacenar mucha energía con el solo hecho de
aumentar indefinidamente la tensión aplicada al mismo.
Esto es verdad hasta un límite dado, es real que si se va aumentando el nivel de la tensión
aplicada a las placas del capacitor la energía almacenada en él se incrementará
exponencialmente, es obvio sino no tendría sentido la expresión matemática
. 2
Este último concepto puede representarsegráficamente:
Q

Carga almacenada

Qf

Fig. 6
W

Vf

Pág.1

V (tensión aplicada)

La energía almacenada en el capacitor está representada por la zona grisada de la figura
(Fig. 6), vemos que al incrementarse la tensión aumenta la carga almacenada y como
consecuencia aumenta la superficie que representa la energía almacenada.
En este punto volvemos a pensar que si siguiéramosaumentando la tensión aplicada
indefinidamente conseguiríamos almacenar cada vez más energía, ya vimos que este
aumento es verdad pero tiene un límite y ese límite es impuesto por el material
utilizado en el dieléctrico.
• Cuando la tensión (diferencia de potencial) aplicada a las placas de un capacitor
llega a tomar un nivel suficientemente alto, su diléctrico se perfora y conduce. En
este caso alcortocircuitarse las placas el capacitor queda inutilizado.
“La tensión de perforación del dieléctrico depende del material utilizado en él y de
su espesor”.
“La máxima tensión que puede resistir un dieléctrico sin perforarse es llamada
RIGIDEZ DIELECTRICA”, está tabulada por materiales y se expresa en volts o
kilovolts por mm. o por cm.
Rigidez dieléctrica de algunos materiales
MaterialKv/cm de espesor
Caucho
250
Ebonita
500
Mármol
17
Mica
750
Parafina
400
Prespahn
135

Para que un capacitor trabaje dentro de límites seguros, no debe soportar tensiones
superiores en forma continua a la denominada “Tensión de Trabajo”, que normalmente es
indicada de alguna forma por el fabricante en las especificaciones impresas en su cuerpo.
Sí puede soportar picos algo mayores(aproximadamente un 40% de la tensión de trabajo)
por breves instantes, siempre que estos picos no sean continuos y repetitivos.

Algunos tipos de capacitore s comerciales

Capacitores de Poliester

1mfd
100 V

33 nF
450 V

10 nF
450 V

Gama de capacidades fabricadas: 1 nF a 2,2 µ F
Tensiones de trabajo: 100 a 600 Volt

Pág.2

0,047 µ F
250 V

Capacitores de Poliestireno470 pF
50 V

10 nF 500 V

Gama de capacidades fabricadas: 10 pF a 10 nF
Tensiones de trabajo: 30 a 500 Volt
Capacitores cerámicos

Tipo disco

103
50V

Tipo Plate

102

Tipo plano

47 nF
500 V

Gama de capacidades fabricadas: 0,5 pF a 470 nF
Tensiones de trabajo: 3 a 3.000 Volt
“Tenga presente que ninguno de los capacitores presentados tienen polaridad, por lo
tanto...