¿Qué es un condensador?
Un condensador es un componente pasivo de dos terminales que almacena carga eléctrica. Este componente consta de dos conductores separados por un medio dieléctrico. La diferencia de potencial cuando se aplica a través de los conductores polariza los iones dipolo para almacenar carga en el medio dieléctrico. El símbolo del circuito de un condensador se muestra a continuación:
Fig. 1: Símbolo de un condensador
La capacitancia o potencial almacenado por el capacitor se mide en faradios, que se simboliza como 'F'. Un faradio es la capacitancia cuando un culombio de carga eléctrica se almacena en el conductor tras la aplicación de una diferencia de potencial de un voltio.
La carga almacenada en un capacitor está dada por
Q = VC
Donde Q – carga almacenada por el condensador
C – Valor de capacitancia del capacitor
V – Voltaje aplicado al capacitor
Tenga en cuenta la otra fórmula actual, Eu = dQ/dt
Tomando la derivada con respecto al tiempo,
dQ/dt = d(CV)/dt
De la afirmación anterior, podemos expresar la ecuación como
Yo = C (dV/dt)
Al encender la fuente de alimentación, la corriente comienza a fluir a través del capacitor, induciendo potenciales positivos y negativos a través de sus placas. El capacitor continúa cargándose hasta que el voltaje del capacitor se iguala con el voltaje de suministro, lo que se denomina fase de carga del capacitor. Una vez que el condensador está completamente cargado al final de esta fase, se abre el circuito a CC. Comienza a descargarse cuando se apaga la alimentación del condensador. La carga y descarga del condensador está dada por una constante de tiempo.
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El voltaje a través del capacitor está dado por

Los condensadores se utilizan ampliamente en una variedad de formas de circuitos electrónicos como
almacenar cargas, como en el circuito de flash de una cámara
· suavizar la salida de los circuitos de suministro de energía
Acoplamiento de dos etapas de un circuito (acoplamiento de una etapa de audio con un altavoz)
· filtrar redes (control de tono de un sistema de audio )
· aplicaciones de retraso (como en el temporizador IC 555 que controla la carga y descarga )
· sintonizar radios a frecuencias específicas
· cambio de fase.
Los conductores ofrecen una resistencia en serie y si el condensador está construido en una estructura tubular, también se induce algo de inductancia. El medio dieléctrico entre las placas tiene un límite de intensidad de campo eléctrico y también deja pasar una pequeña cantidad de corriente de fuga que da como resultado un voltaje de ruptura.
Existen diferentes tipos de condensadores , pueden ser fijos o variables. Se clasifican en dos grupos, polarizados o no polarizados. Los condensadores electrolíticos están polarizados. La mayoría de los condensadores de bajo valor no están polarizados. El símbolo del condensador para cada grupo se muestra a continuación:
Figura 2: Imagen que muestra los tipos de condensadores
Construcción y tipos
Construcción y tipos:
El condensador consta de dos placas conductoras separadas por un medio aislante conocido como dieléctrico. La capacitancia depende de la superficie de las placas, la distancia entre el medio dieléctrico y la constante dieléctrica del objeto. Cuanto mayor es el área de las placas, más cerca están entre sí y cuanto mayor es el valor de la constante dieléctrica, mayor es el valor de la capacitancia. Los condensadores de alta capacitancia ahora están disponibles en tamaños pequeños. Esto se logró empleando una serie de técnicas, como múltiples conjuntos de placas, colocando las placas muy juntas, colocando una fina capa de dieléctrico entre ellas y desarrollando materiales dieléctricos aislantes especiales.
La capacitancia de un capacitor también se ve afectada por la forma o estructura de los capacitores. Los condensadores están disponibles en diferentes formas, como el tipo de conductor radial, que son rectangulares o cúbicos, o el tipo de conductor axial, que son tubulares o cilíndricos.
El tipo variable de capacitores puede variar la capacitancia cambiando la distancia entre las placas o el área efectiva del capacitor.
Los capacitores de tipo polarizado deben conectarse de acuerdo con su polaridad, de lo contrario el capacitor podría dañarse debido a una conexión incorrecta.
Los condensadores de bajo valor no están polarizados y pueden conectarse de cualquier forma. No se dañan con el calor durante la soldadura, excepto el condensador tipo poliestireno. Tienen clasificaciones de alto voltaje de al menos 50 V, generalmente 250 V o más.
Muchos condensadores de pequeño valor tienen su valor impreso pero no su multiplicador, por lo que necesitas usar experiencia para determinar cuál debería ser el multiplicador.
Por ejemplo:
· 0,1 significa 0,1 µF = 100 nF.
A veces se utiliza el multiplicador en lugar del punto decimal:
Por ejemplo, 4n7 significa 4,7nF .
Figura 3: Imagen de varios tipos de condensadores
Los distintos tipos de condensadores se detallan a continuación:
1. Condensadores fijos
· Condensadores de película como capacitor de vidrio, capacitor de mica, capacitor de mica plateada, capacitor de cerámica, capacitor de papel, capacitor de papel metalizado, capacitor de poliéster, capacitor de poliestireno, capacitor de poliéster metalizado, capacitor de policarbonato, capacitores de polipropileno, capacitores de teflón, capacitor de porcelana.
· Condensadores electrolíticos como electrolito de aluminio, electrolito de tantalio, electrolito de aluminio y tantalio.
2. Condensadores variables
Condensadores fijos
1. Condensadores fijos
El. Condensadores de película F
Los condensadores de película constan de una familia relativamente grande de condensadores, con la diferencia en sus propiedades dieléctricas. Estos incluyen poliéster (Mylar), poliestireno, polipropileno, policarbonato, papel metalizado, teflón, etc. Los condensadores de tipo película están disponibles en rangos de capacitancia de 5 pF a 100 uF, según el tipo real de condensador y su voltaje nominal. Los condensadores de película vienen en varias formas y estilos de carcasa, como por ejemplo:
· Envolver y rellenar (ovalado y redondo): el condensador se envuelve en cinta plástica ajustada y los extremos se rellenan con epoxi para sellarlos.
· Carcasa de epoxi (rectangular y redonda): el condensador está encerrado en una carcasa de plástico moldeado llena de epoxi.
· Metal herméticamente sellado (rectangular y redondo): el condensador está encerrado en un tubo de metal o lata y sellado con epoxi.
Nota: Todos los estilos de caja anteriores están disponibles en derivaciones axiales y radiales.
B. Condensador de papel:
Los condensadores de papel están hechos de papel o papel impregnado de aceite y capas de papel de aluminio enrolladas en un cilindro y selladas con cera. Estos capacitores se usaban comúnmente, pero ahora son reemplazados por capacitores de plástico o polímero. Los capacitores de papel son voluminosos, altamente higroscópicos y absorben humedad, lo que provoca pérdidas en el dieléctrico, degradando su rendimiento general, siendo la principal desventaja de este tipo de capacitores. Las otras variantes incluyen papel condensador impregnado de aceite, papel de poliéster y papel Kraft.
Fig. 4: Imagen de condensadores de papel.
Figura 5: Imagen que muestra la construcción de condensadores de papel.
Condensadores fijos – 2
w. Condensadores de papel metalizado:
Los condensadores de papel metalizado son más pequeños que los condensadores de papel convencionales. Sin embargo, estos condensadores sólo son adecuados para aplicaciones de baja corriente y ahora son reemplazados por condensadores de película metalizada.
Fig. 6: Imagen de condensadores de papel metalizado
d. Condensador de mica:
El condensador de mica utiliza mica como medio dieléctrico. La mica es de naturaleza inerte y por lo tanto las propiedades físicas y químicas no cambian a medida que envejece. Proporciona buena estabilidad de temperatura y resistencia a la descarga en corona, es decir, descargas eléctricas debidas a la ionización alrededor del conductor. Sin embargo, el coste es muy alto y, debido a un sellado inadecuado, el condensador está muy expuesto a la humedad, lo que aumenta el factor de potencia.
Fig. 7: Imagen que muestra la construcción del condensador de mica.
Figura 8: Imagen de condensadores de mica
Condensadores fijos – 3
Es. Condensador de mica plateada o mica metalizada:
Se trata de un tipo de condensador de mica que tiene la ventaja adicional de reducir la infiltración de humedad. Estos condensadores son caros y se utilizan a menudo en circuitos de radiofrecuencia de baja HF y VHF como condensadores de precisión de bajo valor, especialmente en osciladores y filtros. Las razones por las que estos capacitores todavía se utilizan a pesar del alto costo, el gran tamaño y la disponibilidad de otros capacitores de bajo costo se deben a sus características notables como:
Baja tolerancia de +/- 1%
· coeficiente de temperatura positivo de 35 a 75 ppm/C
· rango más amplio, desde unos pocos pF hasta dos o tres pF
· poca dependencia del voltaje,
· alta estabilidad
· Buen factor Q.
Sin embargo, estos condensadores no se utilizan mucho en la actualidad.
Fig. 9: Imagen del condensador de mica plateada.
F. Condensador de vidrio:
Estos condensadores se fabrican con dieléctricos de vidrio, son muy costosos y se utilizan para un funcionamiento altamente preciso, estable y confiable en condiciones ambientales adversas. Son resistentes a la radiación nuclear y están disponibles en el rango de 10pF a 1000pF.
Figura 10: Imagen del condensador de vidrio.
Condensadores fijos – 4
gramo. Condensador cerámico:
Los condensadores cerámicos de tipo no polarizado, también conocidos como "condensadores de disco", se utilizan ampliamente en la actualidad. Están disponibles en millones de variedades de costo y rendimiento. Las características del condensador cerámico dependen de:
· Tipo de dieléctrico cerámico utilizado en el condensador que varía en coeficiente de temperatura.
· Pérdidas dieléctricas.
Las fórmulas exactas de las diferentes cerámicas utilizadas en los condensadores cerámicos varían de un fabricante a otro. Los tres tipos principales disponibles son los compuestos comunes, como el dióxido de titanio, el titanato de estroncio y el titanato de bario, aunque hay otros tipos, como los condensadores cerámicos de disco con plomo de montaje pasante, los condensadores cerámicos recubiertos de resina, el chip de montaje en superficie multicapa y el disco sin plomo para microondas. Condensadores cerámicos que están diseñados para colocarse en una ranura de la PCB y soldarse en su lugar.
Se fabrican colocando placas cerámicas recubiertas de plata en ambos lados y se ensamblan para formar el condensador. La versión de montaje superficial consta de un dieléctrico cerámico en el que se encuentran varios electrodos de metales preciosos intercalados. Esta estructura da lugar a una alta capacitancia por unidad de volumen. Los electrodos internos están conectados a las dos terminaciones, ya sea mediante una aleación de paladio y plata (AgPd) en una proporción de 65:35, o plata sumergida en una capa barrera de níquel recubierto y finalmente cubierta por una capa de estaño recubierto (NiSn).
La Electronic Industries Alliance (EIA) ha clasificado ampliamente las cerámicas utilizadas en estos condensadores en 3 clases: clase 1, clase 2 y clase 3. Cuanto menor sea la clase, mejores serán sus características generales, pero depende del costo del tamaño. Cada clase define el rango de temperatura de trabajo, desviación de temperatura, tolerancia, etc. Los valores típicos oscilan entre 10pF y 1uF. Los valores de capacitancia están etiquetados mediante códigos de tres dígitos, donde los dos primeros dígitos representan un número y el tercer dígito es el dígito multiplicador.
Por ejemplo: 103 significa 10*10 3 pF que es 0,01 uF
o
104 que es 10*10 4 pF que es 0,1 uF
La tolerancia se indica con una letra como j=5%, K=10% y M=20%.
Estos condensadores se utilizan comúnmente como elemento temporizador en circuitos de filtro y circuitos osciladores de equilibrio en aplicaciones de radiofrecuencia, redes de acoplamiento y desacoplamiento.
Las tres clases de cerámicas decididas por la EIA son:
El . Clase 1 : los condensadores cerámicos de clase 1 son las formas de condensadores cerámicos más estables en temperatura. Los compuestos comunes utilizados como dieléctricos son el titanato de magnesio para condensadores con coeficiente de temperatura positivo (PTC) o el titanato de calcio para condensadores con coeficiente de temperatura negativo (NTC). Usando combinaciones de estos y otros compuestos es posible obtener una constante dieléctrica entre 5 y 150. Tienen una característica casi lineal y sus propiedades son casi independientes de la frecuencia dentro de límites normales. Se pueden obtener coeficientes de temperatura entre +40 y -5000 ppm/C.
Los condensadores de clase 1 ofrecen el mejor rendimiento en términos de factor de disipación. Un valor típico podría ser 0,15%. También es posible obtener condensadores de clase 1 de muy alta precisión (~1%) en lugar de las versiones más habituales de tolerancia del 5% o 10%. Los condensadores de clase 1 de mayor precisión se denominan C0G o NP0.
La EIA ha definido un conjunto de códigos para gestionar el rendimiento de los condensadores cerámicos. Los códigos para los condensadores de clase 1 y clase 2 son diferentes.
Los códigos de clase 1 son los siguientes:
Fig. 11: Tabla con códigos de clase 1 para condensadores cerámicos
· El primer carácter es una letra que da el número significativo del cambio de capacitancia con respecto a la temperatura en ppm/C.
· El segundo carácter es numérico y proporciona el multiplicador.
· El tercer carácter es una letra y da el error máximo en ppm/C.
Un ejemplo común de condensador de clase 1 es un C0G. Tiene 0 desviación, con un error de 30PPM/C.
Fig. 12: Imagen de condensadores cerámicos clase 1
B. Clase 2 : los condensadores de clase 2 son de mejor tamaño pero tienen menos precisión y estabilidad. Como resultado, normalmente se utilizan para aplicaciones de desacoplamiento, acoplamiento y derivación donde la precisión no es de primordial importancia. Un condensador típico de clase 2 puede cambiar la capacitancia en un 15 % o más en un rango de temperatura de -50 °C a +85 °C y puede tener un factor de disipación del 2,5 %. Tendrá una precisión de media a baja (de 10 % a +20/-80 %). Sin embargo, para muchas aplicaciones, estos números no supondrían un problema.
Los códigos de clase 2 son los siguientes:
Figura 13: Tabla que enumera los códigos de clase 2 para capacitores cerámicos
. El primer carácter es una letra que indica la temperatura mínima de funcionamiento.
· El segundo es numérico, que proporciona la temperatura máxima de funcionamiento.
· El tercer carácter es una letra que proporciona un cambio de capacitancia en este rango de temperatura.
Ejemplos comunes de condensadores cerámicos de clase 2 son:
· El capacitor X7R que opera de -55C a +125C con un cambio de capacitancia de hasta el 15%.
· El capacitor Z5U que opera de +10C a +85C con un cambio de capacitancia de hasta +22% a -56%.

Fig. 14: Imagen de condensadores cerámicos clase 2
w. Clase 3 : los condensadores cerámicos de clase 3 son pequeños, con menos precisión, estabilidad y bajo factor de disipación. Este tipo de condensador no puede soportar altos voltajes.
Como dieléctrico se utiliza titanato de bario que tiene una constante dieléctrica de aproximadamente 1250. Un cla típico es que el Capacitor 3 cambiará su capacitancia entre -22% y +50% en un rango de temperatura de +10C a +55C. También puede tener un factor de disipación de alrededor del 3 al 5%. Tendrá una precisión bastante baja (normalmente 20 % o -20/+80 %). Por lo tanto, los condensadores cerámicos de clase 3 se utilizan normalmente como desacoplamiento o en otras aplicaciones de suministro de energía donde la precisión no es de importancia primordial. Sin embargo, no deben usarse en aplicaciones donde existen picos, ya que no pueden soportar altos voltajes.
Los condensadores cerámicos SMT también están disponibles en paquetes estándar que tienen las siguientes designaciones que se indican en la siguiente tabla.
Figura 15: Tabla que enumera los paquetes de capacitores cerámicos SMT estándar
Condensadores fijos – 5
h. Condensadores de plástico
I. Condensador de poliéster o PET:
Los condensadores de poliéster o PET son condensadores de plástico disponibles en envases de plomo que reemplazan a los condensadores de papel. Estos condensadores están fabricados a partir de películas de poliéster de pequeño tamaño y disponibles a bajo coste. Estos tienen tensiones de funcionamiento de hasta 60.000 V DC, temperaturas de funcionamiento de hasta 125 °C y baja absorción de humedad. Se utilizan principalmente como condensadores e integradores de señales de baja frecuencia. Se prefieren cuando el costo juega un papel importante porque tienen altas tolerancias del 5 al 10%.
Figura 16: Imagen de condensadores de plástico.
ii. Condensadores de poliestireno:
Se trata de condensadores de gran tamaño disponibles en envases tubulares con plomo. Tienen alta estabilidad, coeficiente de temperatura negativo (NTC), alta precisión y baja absorción de humedad. La temperatura de funcionamiento está limitada a +85 C. Se prefieren principalmente para aplicaciones de baja frecuencia, ya que la estructura tubular induce inductancias que degradan el rendimiento a altas frecuencias.
Figura 17: Imagen de condensadores de poliestireno.
III. Condensador de poliimida Kapton:
Estos condensadores son similares a los condensadores de poliéster o PET fabricados con película de poliimida Kapton. Son caros pero ofrecen altas temperaturas de funcionamiento de hasta 250 C. Estos condensadores no son adecuados para aplicaciones de RF.
Figura 18: Imagen del condensador de poliimida Kapton
4. Condensadores de policarbonato:
Se trata de condensadores de alto rendimiento que se ven menos afectados a medida que envejecen. Se caracterizan por una buena resistencia de aislamiento y factor de disipación. La temperatura de funcionamiento oscila entre -55 y +125 C. La constante dieléctrica es del 3,2% y la rigidez dieléctrica es de 38 KV/mm. El factor disipativo es 0,0007 a 50 Hz y 0,001 a 1 MHz. La absorción de agua es del 0,16%. Se utilizan principalmente para filtros, acoplamientos y aplicaciones de sincronización. Estos pueden ser reemplazados directamente por naftalato de polietileno (PEN), sulfuro de polifenileno (PPS), poliimida (PI) y politetrafluoroetileno (PTFE).
Figura 19: Imagen de condensadores de policarbonato.
v. Condensadores de polipropileno:
Se utilizan donde se requieren tolerancias más altas que los condensadores de película de PET. Están disponibles en paquetes con plomo y se utilizan para operaciones de baja frecuencia. Tienen altos voltajes de funcionamiento y son resistentes a roturas. Sin embargo, se dañan por sobretensiones transitorias o inversiones de tensión.
Figura 20: Imagen de condensadores de polipropileno.
sierra. Condensador de polisulfona:
Estos condensadores son similares a los de policarbonato, pero pueden soportar tensión máxima a temperaturas comparativamente más altas. Estos condensadores son muy caros y no están fácilmente disponibles. La estabilidad es limitada ya que la absorción de humedad suele ser del 0,2 %.
viii. Condensador de fluorocarbono de TEFLON o PTFE:
Estos condensadores de plástico son grandes y caros. Debido a sus bajas pérdidas y su mayor estabilidad, se utilizan para algunas aplicaciones críticas. La temperatura de funcionamiento oscila hasta los 250 C. El dieléctrico utilizado es Politetrafluoroetileno.
Figura 21: Imagen del condensador de fluorocarbono de TEFLON o PTFE
viii. Condensador de poliamida:
Estos condensadores de película plástica son grandes y caros. La temperatura de funcionamiento oscila hasta los 200 C.
Ix. Condensador de poliéster metalizado o plástico metalizado:
Estos condensadores tienen películas de plástico metalizado que proporcionan una ventaja de autocalentamiento y también reducen el tamaño del condensador en comparación con los condensadores de plástico o poliéster convencionales. Sin embargo, están limitados por la capacidad máxima actual. Están disponibles en envases con plomo.
Figura 22: Imagen de un condensador de plástico metalizado
Condensadores fijos – 6
1. Condensadores electrolíticos
I. Condensador electrolítico de aluminio:
Estos condensadores polarizados están hechos de una película de óxido sobre papel de aluminio. Estos son más baratos y fácilmente disponibles. El rango de valores suele variar de 1 uF a 47 000 uF y una gran tolerancia del 20 %. Las clasificaciones de voltaje varían hasta 500 V. Tienen una alta relación capacitancia-volumen y se utilizan para suavizar circuitos de suministro de energía o acoplar condensadores en amplificadores de audio. Están disponibles en paquetes de montaje en superficie y con plomo. El valor de capacitancia y los valores nominales de voltaje están impresos en uF o codificados por una letra seguida de tres dígitos. Los tres dígitos representan el valor de capacitancia en pF, donde los dos primeros dígitos representan el número y el tercero es el dígito multiplicador. Los códigos de letras son los siguientes:
Figura 23: Tabla que enumera el código de letras para capacitores electrolíticos de aluminio
Fig. 24: Imagen de condensadores electrolíticos de aluminio.
ii. Condensador electrolítico de tantalio:
Estos condensadores utilizan óxido de tantalio que permite la fabricación de electrolitos de pequeño tamaño. Son más caros que los electrolitos de aluminio y tienen un voltaje máximo más bajo, hasta 50 V, y se prefieren cuando el tamaño es importante. Sus valores típicos oscilan entre 47uF y 470uF. Estos pueden utilizar láminas en capas de óxido de tantalio o ánodo poroso con ácido sulfúrico como electrolito entre láminas de tantalio en un electrolito de tantalio húmedo o electrolitos de tantalio sólidos. Sus formatos SMT están disponibles en paquetes estándar donde las designaciones de paquete han sido definidas por la EIA.
Figura 25: Imagen que muestra la construcción del condensador electrolítico de tantalio.
Fig. 26: Imagen de condensadores electrolíticos de tantalio.
III. Supercondensador:
Los supercondensadores, también llamados condensadores de electrolitos de doble capa, están hechos de un fino separador de electrolito flanqueado por iones de carbón activado. Estos tienen valores de capacitancia del orden de mil faradios. Se utilizan como fuente de energía temporal como reemplazo de las baterías.
Fig. 27: Imagen de supercondensadores
Condensadores variables
2. Condensadores variables
El tipo variable de capacitores puede variar la capacitancia cambiando la distancia entre las placas o el área efectiva del capacitor.
El. Condensadores de espacio de aire:
Estos condensadores utilizan aire como medio dieléctrico. La distancia entre las placas se puede variar para cambiar la capacitancia. Los valores de capacitancia ofrecidos son altos y pueden usarse con voltajes altos. Se utilizan para operaciones de alta frecuencia en sistemas de comunicación.
B. Condensadores de vacío:
Estos condensadores tienen encapsulación de vidrio o cerámica y vacío como dieléctrico. Su compleja construcción lo hace muy caro. En teoría, tienen menos pérdidas y se utilizan en aplicaciones de RF.
Fig. 28: Imagen que muestra la construcción del recortador.
Fig. 29: Imagen que muestra el principio de funcionamiento del condensador variable.
Fig. 30: Imagen de condensadores variables.
Código de color del condensador
Código de color del condensador:
Figura 31: Imagen que muestra el código de colores de los condensadores
Durante muchos años se ha utilizado un código de colores en los condensadores de poliéster. Ahora está obsoleto, pero, por supuesto, todavía quedan muchos por ahí. Los colores deben leerse como el código de resistencia.
· Las tres bandas de colores superiores proporcionan el valor en pF.
· La cuarta banda es para la tolerancia.
· La quinta banda es para clasificación de voltaje.
Por ejemplo:
I. marrón, negro, naranja significa 10000pF = 10nF = 0,01 µF.
Nota: No hay espacios entre las bandas de colores; por lo tanto, dos franjas idénticas aparecen como una franja ancha.
ii. rojo ancho, amarillo significa 220 nF = 0,22 µF.