Capacitores

ENSAYO Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS AUXILIARES

“CAPACITORES”

1. Definición de Capacidad
Se denomina Capacidad C a la relación entre la carga Q almacenada por el condensador y la tensión U a la que está conectado.
El capacitor es un dispositivo eléctrico que permite almacenar energía en forma de campo eléctrico. Es decir, es un dispositivo que almacena cargas en reposo o estáticas. Constaen su forma más básica de dos placas de metal llamadas armaduras enfrentadas unas a otras, de forma que al conectarlas a una diferencia de potencial o voltaje una de ellas adquiera cargas negativas y la otra positivas.
Esto se debe a que al conectar las armaduras a una diferencia de potencial, que puede ser una batería, las cargas llegan muy rápidamente a un nuevo estado de reposo en la cual esadiferencia de potencial es “transmitida”(los electrones del polo negativo de la batería se repelen hacia una placa mientras que en el polo positivo se extraen electrones de la otra armadura) a las armaduras, pero al estar enfrentadas las placas unas con otras estas cargas se atraen formando un campo eléctrico paralelo y almacenando energía eléctrica permanentemente.
Como el capacitor tiene encada placa cargas iguales pero de signo opuesto, la carga neta del condensador es nula. Cuando se habla de carga de un capacitor se habla de la carga de cualquiera de sus placas, pero en realidad sólo las cargas de la placa negativa se mueven (hacia la placa positiva), debido a que el movimiento es sólo de los electrones.
Cuánta carga almacena un condensador al aplicársele una diferencia depotencial entre sus terminales viene determinada por una magnitud llamada capacitancia.
Esto viene dado por la fórmula:

C=Q
V

En realidad, todo conductor eléctrico tiene una capacitancia intrínseca, e incluso componentes electrónicos semiconductores como diodos especiales pueden desarrollar capacitancias altas en determinados casos. No obstante, el condensador, como su nombre lo dice, esun componente hecho especialmente para tener una capacitancia alta y esta dependerá del material con que esté hecho y su forma geométrica.
La capacitancia de mide en unidades llamados faradios, en honor al célebre científico inglés Michael Faraday, quién descubrió del fenómeno de la inducción electromagnética y realizó trabajos importantes en electroquímica.
Un faradio se puede definir como lacapacidad que tiene que tener un conductor para que al aplicársele un voltio de diferencia de potencial, adquiera la carga de un culombio.
En la práctica, el faradio es una unidad excesivamente grande, por lo que en la práctica se utilizan submúltiplos como los milifaradios, microfaradios, nanofaradios y picofaradios. Cabe mencionar que desde hace unas décadas se vienen desarrollando lossupercapacitores, teniendo éstos capacitancias medidas en faradios y en tamaños cada vez más reducidos.
Para un capacitor un su forma más básica, es decir un condensador plano paralelo, la capacitancia se puede expresar también como:

C=εξ. S
D
Dónde:
ξ=Permitividad del dieléctrico
S=Superficie efectiva de las placas
D=Distancia entre las placas

2. Circuito equivalente completoCapacitancia Equivalente
Los circuitos eléctricos contienen a menudo varios condensadores y frecuentemente unidos entre sí, uniones o asociaciones que pueden ser de varias formas, siendo las más simples la asociación en paralelo y la asociación en serie de condensadores.
Estas asociaciones de condensadores en los circuitos tienen como finalidad conseguir un efecto análogo al que produciría uncondensador de características definidas del que no se dispone, o bien por exigencias propias del circuito.
En ciertas asociaciones (entre ellas en paralelo y en serie) se puede calcular la capacidad equivalente, es decir, reemplazar la asociación por un único condensador equivalente que es aquel condensador que produce los mismos efectos (almacenar la misma carga, estar sometido a la misma...