INGENIERO ANTONIO BOTERO: CONDENSADORES Y BOBINAS.

Definición de condensador:

Un condensador es un elemento pasivo capaz de almacenar energía eléctrica. Esta formado por dos conductores (armaduras) separados por un material aislante (dieléctrico).

Se define la capacidad de un condensador como la cantidad de electricidad, expresada en culombios, que es necesario transportar de una lamina a otra para crear una diferencia de potencial de un voltio entre ambas láminas. La cantidad de electricidad transportada se denomina carga. Aunque pareciera natural expresar la cantidad en culombios por voltio, se expresa en realidad en faradios o microfaradios, siendo un faradio la capacidad de un condensador en el cual una carga de un culombio produce una diferencia de potencial de un voltio entre las dos láminas.

Un microfaradio = a una millonésima de faradio.

Un picofaradio = 10-12 faradios.

Los condensadores suelen usarse para:

Baterías, por su cualidad de almacenar energía.
Memorias, por la misma cualidad.
Filtros.
Fuentes de alimentación.
Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes.
Demodular AM, junto con un diodo.
Osciladores de todos los tipos.
El flash de las cámaras fotográficas.
Tubos fluorescentes.
Compensación del factor de potencia.
Arranque de motores monofásicos de fase partida.
Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión.

Simbología de Condensadores / Capacitores

https://drive.google.com/file/d/1Q-GtUByLI-QHayG36zBFrW6huHv-71x0/view?usp=sharing

CONDENSADORES COMENRCIALES

Asociación de condensadores

Al igual que las resistencias o los generadores eléctricos, los condensadores eléctricos de un circuito generalmente pueden asociarse de tal forma que pueden ser sustituidos por un único condensador cuyo funcionamiento es equivalente al producido por todos ellos. Este condensador recibe el nombre de condensador equivalente o resultante. Principalmente los condensadores se pueden asociar en serie, paralelo o una combinación de ambas llamadas mixta.

Se denomina condensador equivalente al condensador resultante que se obtiene al asociar un conjunto de ellos.

Asociación de condensadores en serie

Dos o más condensadores se dice que están en serie cuando cada una de ellos se sitúa a continuación del anterior a lo largo del hilo conductor de un circuito.

Una asociación en serie de n condensadores C1, C2, ..., CN es equivalente a sustituirlos por un único condensador en el que se cumple que su capacidad C es:

1C=1C1+1C2+...+1CN

Asociación de condensadores en paralelo

Cuando dos o más condensadores se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se muestra en la siguiente figura:

Una asociación en paralelo de n condensadores C1, C2, ..., CN es equivalente a sustituirlos por un único condensador en el que se cumple que su capacidad C es:

C=C1+C2+...+CN

EJERCICIO

Teniendo en cuenta la asociación de condensadores de la figura:

Calcular el valor del condensador equivalente que se obtiene al asociar los cuatro condensadores.

Solución

Datos

C1 = 10 nF = 10 · 10-9 F

C2 = 20 nF = 20 · 10-9 F

C3 = 15 nF = 15 · 10-9 F

C4 = 90 nF = 90 · 10-9 F

Resolución

Como se puede observar en la figura, disponemos de una asociación mixta formada por tres condensadores en paralelo (C1, C2 y C3) y todos ellos en serie con C4. Vamos a calcular en primer lugar el condensador equivalente entre C1, C2 y C3 que llamaremos C1,2,3.

C1,2,3 = C1 + C2 + C3 ⇒C1,2,3 =10 ⋅ 10−9 F + 20 ⋅ 10−9 F + 15 ⋅ 10−9 F ⇒C1,2,3 =45 ⋅ 10−9 F

Por tanto, podemos sustituir C1, C2 y C3 por un condensador C1,2,3 de tal forma que este último se encuentre en serie con C4:

A continuación, podemos asociar ambos condensadores en serie y calcular el nuevo condensador equivalente C1,2,3,4:

1C1,2,3,4 = 1C1,2,3+1C4 ⇒1C1,2,3,4 = 145⋅10−9 F + 190⋅10−9 F ⇒1C1,2,3,4 =390⋅10−9 F ⇒C1,2,3,4 = 30⋅10−9 F