Capacitores

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, esteal 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: 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 puede ser utilizado comofuente de energía. A pesar de este inconveniente, otras propiedades que posee posibilitan múltiples aplicaciones de este componente en circuitos electrónicos.
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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 conseguiríamos almacenar mucha energíacon 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 representarse gráficamente:
Q Qf Cargaalmacenada

Fig. 6 W

Vf

V (tensión aplicada)

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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 siguiéramos aumentando la tensión aplicadaindefinidamente 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 al cortocircuitarse las placas el capacitorqueda 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 Material Kv/cm de espesor Caucho 250 Ebonita 500 Mármol 17Mica 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 brevesinstantes, siempre que estos picos no sean continuos y repetitivos.

Algunos tipos de capacitore s comerciales

Capacitores de Poliester

1mfd 100 V

10 nF 450 V

33 nF 450 V

0,047 µ F 250 V

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

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Capacitores de Poliestireno

470 pF 50 V

10 nF 500 V

Gama de capacidades fabricadas: 10 pF a10 nF Tensiones de trabajo: 30 a 500 Volt
Capacitores cerámicos
47 nF 500 V

Tipo disco

103 50V

Tipo Plate

102

Tipo plano

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 los terminales pueden conectarse a positivo o negativo indistintamente”. • Existe...