Tipos de condensadores explicados

Tipos de condensadores explicados

En esta publicación aprendemos sobre los conceptos básicos del condensador, y también sobre los diversos tipos de condensadores que están comúnmente disponibles en el mercado y se utilizan en la mayoría de los circuitos electrónicos.

Visión general

Un condensador es simplemente una parte electrónica pasiva que está diseñada para almacenar una carga eléctrica.



En forma física, está formado por un par de placas metálicas o electrodos separados por un contenido de aislamiento o dieléctrico. La aplicación de un voltaje de CC a través de los terminales del capacitor genera instantáneamente una escasez de electrones en la placa positiva y una sobreabundancia de electrones en la placa negativa, como se demuestra en la siguiente figura.



Esta acumulación diferencial de electrones da lugar a una carga eléctrica, que se acumula en un nivel específico (en función del voltaje) después de lo cual se mantiene en ese nivel. Si hay una corriente continua involucrada, el aislante dentro del capacitor funciona como un sistema de bloqueo para el flujo de corriente (sin embargo, podría ser una ligera corriente de carga transitoria que previene cuando el capacitor está completamente cargado).

Cuando se usa CA a través del capacitor, la carga acumulada a lo largo de la mitad del ciclo de CA se invierte con la siguiente segunda mitad del ciclo, lo que hace que el capacitor permita que la corriente a través de él funcione de manera eficiente, como si el aislamiento dieléctrico nunca hubiera existido.



Por lo tanto, cuando se trata de CA, un condensador simplemente funciona como un dispositivo de acoplamiento. Apenas encontrará circuitos electrónicos con corriente alterna y que no incorporen algunos condensadores, posiblemente para acoplar u optimizar la respuesta de frecuencia general del sistema.

En el último escenario mencionado, un condensador se conecta con una resistencia para crear una combinación RC. La ocurrencia de carga / descarga involucrada con capacitores también podría usarse en varios otros circuitos, p. , el flash electrónico fotográfico.

Al igual que las resistencias, los condensadores pueden configurarse para funcionar con valores fijos o ser ajustables en su magnitud. Los condensadores fijos resultan ser la base principal de un circuito (junto con las resistencias). Los condensadores variables en su mayoría están destinados a optimizar circuitos sintonizados.



los parámetros de rendimiento de cada condensador son diferentes y, por lo tanto, sus aplicaciones también difieren en consecuencia.

Una de las formas de los componentes electrónicos que se utiliza ampliamente son los condensadores electrónicos. Aparte de esto, los otros condensadores utilizados en la industria incluyen cerámica, mica de plata, electrolítico, plástico, tantalio y otros.

Cada tipo de condensador se utiliza en diversas aplicaciones de acuerdo con sus respectivas desventajas y ventajas.

Es esencial que se seleccione el tipo correcto de condensador, ya que el circuito en el que se utiliza el condensador es en gran medida el condensador.

Por lo tanto, en caso de que no se seleccione un tipo correcto de condensador para insertar en el circuito en base a sus parámetros, puede resultar en el funcionamiento incorrecto o defectuoso del circuito.

Conceptos básicos de los condensadores

Las leyes físicas que gobiernan básicamente los distintos tipos de condensadores son las mismas y se cumplen en consecuencia.

Estas leyes básicas determinan varios parámetros de los condensadores, como cómo funcionaría el condensador, la valor del condensador , y su capacitancia (la cantidad máxima de carga que mantendrá el capacitor).

Así, la teoría básica sobre la que se construyen y funcionan los condensadores permite comprender las diferentes formas de los condensadores y cómo se pueden utilizar o utilizar.

Nota: Aunque ha habido numerosos desarrollos en el campo de los dieléctricos, las leyes básicas sobre las que funcionan los condensadores no han cambiado y se aplican hasta la fecha.

Tipos de condensadores y dieléctricos

Como se discutió anteriormente, aunque las leyes básicas sobre las que funcionan los condensadores, las propiedades de los condensadores difieren enormemente debido a la forma en que se construye cada tipo de condensador.

Las diversas propiedades que poseen los distintos tipos de condensadores vienen dadas por su elemento principal que se encuentra entre las dos placas del condensador y se conoce como “dieléctrico”.

La constante dieléctrica del capacitor puede afectar el nivel de capacitancia que el capacitor puede alcanzar a un volumen específico dado. Además, se puede encontrar que varios condensadores de diferentes tipos son de naturaleza polarizada en donde el voltaje que corre a través del condensador se tolera en una sola dirección solamente.

Por otro lado, se puede encontrar que varios condensadores de diferentes tipos son de naturaleza no polarizada en los que la tensión que atraviesa el condensador se tolera en ambas direcciones.

Los condensadores se denominan comúnmente sobre la base de la naturaleza del dieléctrico que está presente en el condensador.

Esto es indicativo de las propiedades generales que exhibirá el condensador junto con los diferentes tipos de funciones de circuito donde se pueden usar.

Resumen de condensadores y sus diferentes tipos.

Se emplean diferentes formas de diseño para los condensadores no polarizados, casi todos los cuales se reconocen fácilmente por el estilo del condensador. No es necesario mirar en detalle con respecto a las construcciones reales. Sin embargo, sus características particulares son cruciales, ya que pueden decidir la variedad ideal con la que trabajar para una aplicación específica.

Condensadores no polarizados

  1. Condensadores dieléctricos de papel , típicamente identificables a través de su forma tubular, son los más baratos pero típicamente voluminosos. Su otra limitación clave es que no son adecuados para su uso en altas frecuencias de más de 1 MHz, lo que prácticamente limita su aplicación a circuitos de audio. Estos generalmente se encuentran en valores desde 0.05 µF hasta 1 o 2 µF, con voltajes de operación entre 200 y 1,000 voltios. Los condensadores dieléctricos de papel recubierto de plástico podrían tener voltajes de funcionamiento mucho mayores.
  2. Condensadores cerámicos son muy populares en circuitos pequeños de audio y rf. Estos son bastante baratos y se pueden obtener en una variedad de valores de 1 pF a 1 µF con voltajes operativos sustanciales, y además se reconocen por fugas muy bajas. Pueden fabricarse tanto en discos como en estructuras cilíndricas y como placas cerámicas metalizadas.
  3. Condensadores de plata-mica son más costosos que los condensadores cerámicos, pero tienen una excelente capacidad de trabajo de alta frecuencia y tolerancias mucho más pequeñas, por lo que generalmente se consideran adecuados para aplicaciones vitales. Podrían fabricarse con voltajes de funcionamiento extremadamente altos.
  4. Condensadores de poliestireno se crean a partir de una lámina metálica separada con una película de poliestireno, normalmente con una cubierta de poliestireno integrada para garantizar una propiedad de aislamiento mejorada. Estos son conocidos por sus pérdidas mínimas con altas frecuencias, excelente estabilidad y consistencia. Los valores pueden variar de 10 pF a 100.000 pF, sin embargo, el voltaje de trabajo generalmente baja significativamente con valores de capacitancia crecientes.
  5. Condensadores de policarbonato tienden a fabricarse típicamente en forma de piezas rectangulares que tienen extremos que terminan como cables que se pueden insertar fácilmente en los orificios de la PCB. Proporcionan valores altos (hasta 1 µF) en dimensiones diminutas, junto con las características de pérdidas reducidas y mínima inductancia. Al igual que los condensadores de poliestireno, los voltajes de funcionamiento se ven comprometidos con valores de capacitancia más altos.
  6. Condensadores de película de poliéster asimismo se fabrican para montaje directo en placas de circuito impreso, con valores desde 0,01 µF hasta 2,2 µF. Estos suelen ser de mayor tamaño en comparación con los condensadores de policarbonato. Su pequeña inductancia interna les permite ser especialmente adecuados para funciones de acoplamiento y desacoplamiento en circuitos electrónicos. Los valores de los condensadores de película de poliéster generalmente se mencionan con un código de color que comprende 5 anillos de color.
  7. Condensadores de película de mylar podría considerarse un condensador de tipo película estándar, que comúnmente se encuentra en valores de 0,001 µF hasta 0,22 µF, con un voltaje de funcionamiento de hasta 100 voltios CC.

Los diversos tipos de condensadores que se utilizan en la mayoría de los circuitos electrónicos son los siguientes:

Condensador cerámico:

condensador de disco cerámico 0.1uF

El condensador, es decir, el condensador cerámico, se utiliza para múltiples aplicaciones, incluidas RF y audio.

El rango de los valores del condensador cerámico está entre unos pocos picofaradios y 0,1 microfaradios. Los condensadores cerámicos son los más utilizados en la industria, ya que son el tipo de condensador más fiable y económico disponible.

Además, otra razón de su uso común y amplio es que el factor de pérdida del condensador cerámico es muy bajo. Pero el factor de pérdida del condensador también depende del dieléctrico que se utiliza en el condensador.

Los condensadores cerámicos se utilizan tanto en formato de montaje superficial como con plomo debido a las propiedades de construcción de los condensadores.

Capacitor electrolítico:

condensador electrolítico 4700uF

Un tipo de condensador de naturaleza polarizada son los condensadores electrolíticos.

Los valores de capacitancia que ofrece el condensador electrolítico son muy altos, con un rango de más de 1 µF. Los condensadores electrolíticos se utilizan comúnmente en la industria para las aplicaciones que se realizan en baja frecuencia, como aplicaciones de desacoplamiento, fuentes de alimentación y aplicaciones de acoplamiento de audio.

Esto se debe a que estas aplicaciones tienen un límite de frecuencia de casi 100 kHz.

Condensador de tantalio:

condensador de tantalio 2.2uF

Otro tipo de condensador de naturaleza polarizada es el condensador de tantalio. El nivel de capacitancia proporcionado por el capacitor de tantalio en su volumen es muy alto.

Uno de los inconvenientes del condensador de tantalio es que no existe tolerancia en el condensador de tantalio hacia la polarización inversa que puede resultar en la explosión del condensador cuando se expone a tensión.

Otro inconveniente es que tiene una tolerancia muy baja a las corrientes de ondulación y, por lo tanto, no deben exponerse a voltajes altos (como voltajes que son más altos que su voltaje de trabajo) y corrientes de ondulación altas. Los condensadores de tantalio están disponibles en formatos de montaje en superficie y con plomo.

Condensador de mica plateada:

condensador de mica de plata

Aunque el uso de los condensadores de mica de plata ha disminuido significativamente en la era actual, la estabilidad proporcionada por los condensadores de mica de plata sigue siendo muy alta, además de proporcionar alta precisión y baja pérdida.

Además, hay suficiente espacio disponible en los condensadores de mica plateada. Las aplicaciones donde se utilizan principalmente incluyen las aplicaciones de RF.

Los valores máximos a los que se limita el condensador de mica plateada son aproximadamente 100pF.

Condensador de película de poliestireno:

condensadores de película de poliestireno

Los condensadores de película de poliestireno proporcionan un condensador de tolerancia estrecha donde sea necesario. Además, estos condensadores son relativamente más baratos que los de otros condensadores.

El sándwich dieléctrico o las placas presentes en los condensadores de película de poliestireno se enrollan juntas, lo que da como resultado la forma del condensador en forma tubular.

La ubicación del sándwich dieléctrico y la forma del condensador limita la respuesta del condensador a altas frecuencias debido a la adición de inductancia y, por lo tanto, responde solo a unos pocos 100 kHz.

La disponibilidad general de los condensadores de película de poliestireno es en forma de componentes electrónicos con plomo.

Condensador de película de poliéster:

Condensador de película de poliéster 330nF


La tolerancia proporcionada por el condensador de película de poliéster es muy baja y, por lo tanto, estos condensadores se utilizan en situaciones en las que la consideración previa es el costo.

El nivel de tolerancia de un gran porcentaje de los condensadores de película de poliéster disponibles es del 10% o del 5% y esto se considera suficiente para una variedad de aplicaciones.

La disponibilidad general de los condensadores de película de poliéster es en forma de componentes electrónicos con plomo.

Condensador de película de poliéster metalizado

Condensador de película de poliéster metalizado 0.33uF 250V

El tipo de condensadores de película de poliéster metalizado consiste en películas de poliéster que están metalizadas y, en todos los demás sentidos, es similar a los condensadores de película de poliéster u otra forma de los mismos.

Una de las ventajas que se logra con la película de poliéster metálico es que hace que los electrodos tengan un ancho muy pequeño y, por lo tanto, permite el encapsulado del condensador en un paquete de tamaños muy pequeños.

La disponibilidad general de los condensadores de película de poliéster metalizada es en forma de componentes electrónicos con plomo.

Condensador de policarbonato:

Condensador de policarbonato 0.1uF 250V

Las aplicaciones donde el requisito más crítico y crucial es el alto rendimiento y la confiabilidad, estas aplicaciones utilizan los condensadores de policarbonato.

Los condensadores de policarbonato mantienen el valor de capacitancia durante un largo período de tiempo, ya que su nivel de tolerancia es muy alto. Estos altos niveles de tolerancia se logran debido a la estabilidad de la película de policarbonato utilizada en el condensador de policarbonato.

Además, el factor de disipación del condensador de policarbonato es muy bajo y pueden soportar temperaturas de amplio rango y permanecer estables.

El rango de temperatura que puede soportar este condensador está entre -55ºC y + 125ºC. A pesar de todas estas propiedades, la fabricación y producción de los condensadores de policarbonato ha disminuido significativamente.

Condensador de polipropileno o PPC:

Condensador de PPC o polipropileno 0.01uF 400V

En este tipo de condensadores, el nivel de tolerancia requerido es superior al que puede proporcionar el condensador de poliéster, entonces se utilizan los condensadores de polipropileno en estos casos.

El material utilizado para el dieléctrico en el condensador de polipropileno es una película de polipropileno.

La ventaja que tiene el condensador de polipropileno sobre los otros condensadores es que puede soportar un voltaje muy alto durante un período de tiempo y, por lo tanto, el cambio en el nivel de capacitancia debido al aumento y disminución del voltaje durante un período de tiempo es muy bajo.

El condensador de polipropileno también se utiliza en los casos en que la frecuencia que se utiliza es muy baja, principalmente en el rango de 100 kHz siendo el límite máximo.

La disponibilidad general del condensador de polipropileno es en forma de componentes electrónicos con plomo.

Condensadores de vidrio:

El dieléctrico que se utiliza en el condensador de vidrio está hecho de vidrio. Aunque los condensadores de vidrio son caros, sus niveles de rendimiento son muy altos.

La capacidad de corriente de RF de los condensadores de vidrio es muy alta y la pérdida es extremadamente baja. Además, hay ausencia de ruido piezoeléctrico en los condensadores de vidrio.

Todas estas y algunas propiedades adicionales de los condensadores de vidrio los hacen más apropiados e ideales para aplicaciones de RF que requieren un alto rendimiento.

Supercondensador:

supercondensador maxwell

Los otros nombres con los que se conoce la supercapacidad son ultracondensador o supercondensador.

Los valores de capacitancia de estos condensadores son muy grandes como tal es su nombre. Los niveles de capacitancia del ultracondensador van casi a muchos miles de Faradios.

El ultracondensador se utiliza en la industria para proporcionar un suministro de retención de memoria junto con varios usos dentro del ámbito de las aplicaciones automotrices. Los diferentes tipos principales de condensadores se incluyen en la supercapacidad.

Junto con ellos, hay varios otros tipos de condensadores de condensadores que se utilizan cuando las aplicaciones son de naturaleza especializada.

La identificación de los condensadores se realiza principalmente a través de sus parámetros, como los valores que están marcados sobre las cajas de los condensadores. Para mostrar los parámetros de forma compacta, las marcas de los parámetros se realizan en forma de código.

CONDENSADORES VARIABLES

Condensador variable de condensador de banda de radio MW

Los condensadores variables se construyen con piezas alternas de placas metálicas, siendo un solo conjunto fijo e inmóvil y el otro móvil.

Las placas se segregan con un dieléctrico que puede ser aire o un dieléctrico sólido. El movimiento de un solo juego de placas desplaza la sección general de las placas, alterando así la capacitancia a través de las placas.

Además, la diferenciación estándar entre los condensadores de sintonización utilizados para la manipulación repetida (por ejemplo, para ajustar una estación receptora de radio) y los condensadores de ajuste destinados a la configuración preliminar de un circuito sintonizado.

Los condensadores de sintonización tienden a ser más grandes, de estructura más potente y, por lo general, de tipo dieléctrico de aire.

Condensadores de ajuste a menudo se determinan mediante un dieléctrico de mica o película que tiene una cantidad reducida de placas, donde la capacitancia se ajusta girando un perno central para alterar la tensión a través de las placas y la mica dieléctrica.

Debido al hecho de que estos son más compactos en tamaño, aun así, un condensador de ajuste a veces se puede aplicar como un condensador de sintonización en un circuito de radio FM de bolsillo, aunque se fabrican mini condensadores de sintonización exclusivos para instalar inmediatamente en una PCB.

Cuando se trata de sintonizar condensadores, la estructura de las paletas indica la forma en que varía la capacitancia a medida que se mueve el eje.

Todos estos atributos generalmente se clasifican en una de las siguientes descripciones:

1. Lineal: donde cada grado de rotación del husillo genera una alteración similar en la capacitancia. Este es el tipo más típico seleccionado para receptores de radio.

2. Logarítmico: donde cada grado de movimiento del eje genera un nivel de frecuencia que varía constantemente de un circuito sintonizado.

3. Frecuencia uniforme: donde cada grado de movimiento del husillo proporciona la misma variación de frecuencia en el circuito sintonizado. 4. Ley del cuadrado: en la que la variación de la capacitancia es proporcional al cuadrado del ángulo de movimiento del husillo.




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