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Trabajo de condensadores de corriente alterna, que es un condensador?
condensadores no polarizados tipo de condensadores, composición comportamie...

INTRODUCCIÓN

En este trabajo hablaremos de condensadores no polarizados o condensadores de corriente alterna , las aplicaciones , ¿que es un condensador? , composición de un condensador, comportamiento de un condensador en corriente alterna, tipo de condensadores.

CONDENSADORES:

En electricidad y electrónica, un condensador, a veces denominado incorrectamente con el anglicismo capacitor, es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica .Está formado por dos placas metálicas separadas por un aislante llamado dieléctrico. Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente.

A diferencia del condensador con la corriente continua, el paso de la corriente alterna por el condensador si ocurre. Otra característica del paso de una corriente alterna en un condensador es que el voltaje que aparece en los terminales del  condensador está desfasado o corrido 90o hacia atrás con respecto a la corriente. Esto se debe a que el capacitor se opone a cambios bruscos de voltaje.

Qué significa estar desfasado o corrido:

Significa que el valor máximo del voltaje aparece 90° después que el valor máximo de la corriente.

Condensadores / Capacitores fijos:

Estos se diferencian entre si por el tipo de dieléctrico que utilizan. Materiales comunes son: la mica, plástico y cerámica y para los capacitores electrolíticos, óxido de aluminio y de tantalio.

Hay de diseño tubular, y de varias placas y dieléctrico intercalados. El diseño de múltiples placas es un diseño para aumentar el área efectiva de la placa. Entre placa y placa se coloca el aislante y se hace una conexión de placa de de por medio.

 

CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS:

  • De papel.- El dieléctrico es de celulosa impregnada con resinas o parafinas. Destaca su reducido volumen y gran estabilidad frente a cambios de temperatura. Tienen la propiedad de autor regeneración en caso de perforación. Las armaduras son de aluminio. Se fabrican en capacidades comprendidas entre 1uF y 480uF con tensiones entre 450v y 2,8Kv.
    Se emplean en electrónica de potencia y energía para acoplamiento, protección de impulsos y aplanamiento de ondulaciones en frecuencias no superiores a 50Hz.
  • Cerámico.- Los materiales cerámicos son buenos aislantes térmicos y eléctricos. El proceso de fabricación consiste básicamente en la metalización de las dos caras del material cerámico.
    Se fabrican de 1pF a 1nF (grupo I) y de 1pF a 470nF (grupo II) con tensiones comprendidas entre 3 y 10000v.
    Su identificación se realiza mediante código alfanumérico. Se utilizan en circuitos que necesitan alta estabilidad y bajas pérdidas en altas frecuencias.
  • Condensadores variables: Constan de un grupo de armaduras móviles, de tal forma que al girar sobre un eje se aumenta o reduce la superficie de las armaduras metálicas enfrentadas, variándose con ello la capacidad.
    El dieléctrico empleado suele ser el aire, aunque también se incluye mica o plástico.

 

Dieléctrico o aislante

La función del dieléctrico es aumentar la capacidad del condensador.

Los diferentes materiales que se utilizan como dieléctricos tienen diferentes grados de permitividad. (Diferente capacidad para el establecimiento de un campo eléctrico

 Material

 Permitividad relativa (Er)

 Vacío

 1

 Aire

 1,0059

 Polietileno

 2,5

 Porcelana

 5...6

 Mica

 7

 Pentóxido Tántalo

 26

 Cerámica

 10 a 50000

Mientras mayor sea la permitividad. permisividad mayor es la capacidad del condensador

Comportamiento en corriente alterna:

En CA, un condensador ideal ofrece una resistencia al paso de la corriente que recibe el nombre de reactancia capacitiva, XC, cuyo valor viene dado por la inversa del producto de la pulsación () por la capacidad, C:

Si la pulsación está en radianes por segundo (rad/s) y la capacidad en faradios (F) la reactancia resultará en ohmios.

Al conectar una CA senoidal v(t) a un condensador circulará una corriente i(t), también senoidal, que lo cargará, originando en sus bornes una caída de tensión, -vc(t), cuyo valor absoluto puede demostrase que es igual al de v(t). Al decir que por el condensador "circula" una corriente, se debe puntualizar que, en realidad, dicha corriente nunca atraviesa su dieléctrico. Lo que sucede es que el condensador se carga y descarga al ritmo de la frecuencia de v(t), por lo que la corriente circula externamente entre sus armaduras.

El fenómeno físico del comportamiento del condensador en CA podemos observarlo en la figura

Entre los 0º y los 90º i(t) va disminuyendo desde su valor máximo positivo a medida que aumenta su tensión de carga vc(t), llegando a ser nula cuando alcanza el valor máximo negativo a los 90º, puesto que la suma de tensiones es cero (vc(t)+ v(t) = 0) en ese momento. Entre los 90º y los 180º v(t) disminuye, y el condensador comienza a descargarse, disminuyendo por lo tanto vc(t). En los 180º el condensador está completamente descargado, alcanzando i(t) su valor máximo negativo. De los 180º a los 360º el el razonamiento es similar al anterior.

De todo lo anterior se deduce que la corriente queda adelantada 90º respecto de la tensión aplicada. Consideremos por lo tanto, un condensador C, como el de la figura 2, al que se aplica una tensión alterna de valor:

APLICACIONES TÍPICAS:

Los condensadores suelen usarse para:

  • Filtros
  • Adaptación de impedancias, haciéndoles resonar a una frecuencia dada con otros componentes

Condensadores  para mejor el factor de potencia:

En plantas industriales, la forma más práctica y económica para la corrección del alto factor de potencia es la utilización de condensadores.  LA corriente del condensador es usada para suplir en su totalidad o en parte, las corrientes magnetizantes requeridas por las cargas. Los condensadores mejoran el factor de potencia debido a que sus efectos son exactamente opuestos a los de las cargas reactivas ya definidas, eliminando así  el efecto de ellas.

 

 

Bibliografía

 

    • Libro de física clásica moderna
    • Paginas de Internet - es.wikipedia.org

- www.unicrom


Cristián Sanhueza

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