Condensador o capacitor

Seguimos con esta serie de artículos destinados a conocer un poco de forma superficial algunos de los componentes más empleados en nuestros proyectos caseros. Al igual que hicimos con la resistencia o resistor, en este caso tenemos el placer de presentaros el condensador eléctrico, también denominado capacitor. Veremos qué es un condensador, cómo funciona, algunos tipos de condensadores, y, por último, alguna aplicación de los mismos.

¿Qué es un condensador?

De forma coloquial un condensador es un dispositivo capaz de almacenar «electricidad». Si queremos una explicación un poco más profunda, podemos decir que un condensador eléctrico es un componente eléctrico pasivo, de dos terminales, que acumula energía en forma de campo eléctrico.

Su composición es muy simple. Basta con disponer dos superficies conductoras separadas por un material dieléctrico (mal conductor de la electricidad, pero que puede dar cabida a un campo eléctrico en su interior si es sometido a un campo eléctrico externo) o por el vacío.

¿Cómo funciona un capacitor?

Las dos superficies conductoras se cargan eléctricamente -una de forma positiva y la otra de forma negatva- al aplicarlas una diferencia de potencial. La relación entre dicha carga y la diferencia de potencial entre ambas placas se denomina capacidad eléctrica o capacitancia. Así, si tenemos una carga acumulada de Q coulombios y una diferencia de potencial de ΔV voltios, la capacidad del condensador será:

[math]C = \frac{Q}{\Delta V}[/math]

La unidad de medida para la capacitancia es el faradio, o F. A pesar de esto, lo más común es encontrarse con medidas más pequeñas, como el milifaradio (mF = 10^-3 F), microfaradio (μF = 10^-6 F), nanofaradio (nF = 10^-9 F) y picofaradio (pF = 10^-12 F). Dicho valor es constante y depende de las características del material del dieléctrico, así como del tamaño y forma del propio capacitor.

Otra característica importante del condensador, y que también condiciona la carga máxima que puede acumular es el voltaje máximo al que puede ser sometido. Aunque éste viene dado por el fabricante del mismo, siempre es buena práctica no someter al capacitor a una diferencia de potencial superior al voltaje máximo, dividivo por raíz de 2 (~18 V para un condensador con ΔV_max = 25 V):

[math]\Delta V_{max_{recomendado}}= \frac{\Delta V_{max}}{\sqrt{2}}[/math]

Por último, tenemos, al igual que en el caso de las resistencias, un valor denominado tolerancia porcentual. Este valor nos va a indicar -normalmente con una letra- el rango en el que se encuentra el valor «real» del capacitor con respecto a la inscripción que trae impresa en el cuerpo. Los valores más típicos son:

¿Qué usos tiene un condensador?

Algunos de sus usos, que no nos entretendremos en explicar puesto que no es el objetivo de éste artículo (para profundizar, como siempre, recomiendo un buen libro de electrónica o alguna página especializada), son el filtrado, la protección de componentes electrónicos absorbiendo la sobretensión inducida, en circuitos multiplicadores de voltajes, acmuladores de «información», integradores y derivadores RC, desfasadores de línea, etc…

Con respecto a la asociación de condensadores en serie y paralelo, éstos actúan al revés que las resistencias, es decir:

En serie:

[math]\frac{1}{C_{eq}}=\frac{1}{C_{1}}+\frac{1}{C_{2}}+\dots+\frac{1}{C_{n}}=\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{C_{k}}[/math]

En paralelo:

[math]C_{eq}=C_{1}+C_{2}+\dots+C_{n}=\sum_{k=1}^{n} C_{k}[/math]

¿Cuántos tipos de condensadores eléctricos existen?

Aunque no cite todos los tipos de capacitores habidos y por haber, los más conocidos son electrolíticos, electrolíticos de tántalo o de gota, de poliéster metalizado MKT, de poliéster, de poliéster tubular, cerámico de lenteja / de disco, y cerámico de tubo. Podemos ver un resumen de cada uno en la siguiente tabla.

Por supuesto, también existen condensadores de montaje superficial o SMD, los cuales, a su vez, también se dividen en cerámicos, electrolíticos y de tantalio.

¿Cómo se interpreta un capacitor?

Existen tres formas de indicar la capacidad y la tensión máxima de trabajo de un condensador: a través de bandas de colores, mediante letras y números, y empleando el código 101.

Las bandas de colores se emplean como en el caso de las resistencias, situando en éste caso los terminales del condensador hacia abajo, y comenzando a leer por arriba. En el caso de aparecer 3 bandas, las dos primeras bandas -las superiores- representarán 2 cifras significativas, y la tercera banda será el multiplicador. Hay que tener muy en cuenta que el valor de partida para estos valores es el picofaradio -pF-, es decir, si las 2 cifras significativas son «1» y «0», respectivamente, y el multiplicador es «0»/x1, el valor será de 10 pF.

El número máximo de bandas que pueden aparecer es 5. Podemos ver su significado junto al de los colores de las bandas en la siguiente ilustración.

En el caso de aparecer letras y números, hay que distinguir dos casos.

– Si nos encontramos ante un capacitor de tubo o disco con una letra «K» después de los números, nos indica que se trata de un condensador cerámico.

– Si estamos ante un condensador con forma rectangular, todas las letras indicarán la tolerancia, tal y como hemos visto en el apartado ¿Cómo funciona un capacitor?. A continuación de las letras vendrá, en número, la tensión máxima a la que puede funcionar el capacitor, y, delante de las letras, el valor del propio condensador. En éste caso, la coma decimal indicará el momento a partir del cual se multiplicará por tantos ceros como cifras haya. Además, pueden aparecer letras para indicar la escala, tales como «n» -nanofaradio-.

Por ejemplo, analicemos el siguiente condensador:

 A la vista de la linea de abajo, podemos ver que la tolerancia J equivale a ± 5 % del valor, y que puede trabajar hasta 630 V.

Arriba tenemos 0,047. Partiendo de la unidad base pF, al tener 3 cifras decimales, multiplicaremos el valor sin la coma x1000, obteniendo una capacidad C = 47000 pF = 47 nF.

Otras formas de expresar la misma capacidad son 4,7 n J 630 y 4n7 J 630.

Por último, el código 101 es utilizado en los condensadores cerámicos sustituyendo a las bandas de colores. El código se compone de 3 cifras, la 1ª cifra significativa, la 2ª cifra significativa y el multiplicador. Así pues, un condensador con las cifras 403 nos dará como resultado una capacidad de C = 40.000 pF = 40 nF.

Si queréis entrenar la identificación de condensadores podéis acudir a planetaelectronico, donde tienen una serie de ejemplos muy útiles.