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Condensador

Condensador

El condensador es un dispositivo capaz de acumular y almacenar energía en forma de carga eléctrica.

Física

Palabras clave

condensador, voltaje, carga, flash, tren, armamento, aislador, capacidad, campo eléctrico, corriente eléctrica, energía, corriente alterna, circuito, fuente de corriente eléctrica, izolator, corriente continua, electro, eléctrico, electrodo, electrón, física, circuito integrado, tecnología

Extras relacionados

Escenas

Funcionamiento

  • fuente de energía eléctrica
  • condensador - Sirve para acumular y almacenar carga eléctrica, y de este modo energía eléctrica.
  • consumidor

Tipos

  • supercondensador - Condensador eléctrico de doble capa. Un condensador electroquímico cuya energía acumulada es miles de veces mayor que la capacidad de otros condensadores. Su uso está cada vez más extendido. En la práctica se utiliza cuando una gran cantidad de carga eléctrica debe ser transferida en un período de tiempo muy breve, por ejemplo, para accionar el flash de una cámara, arrancar el motor de una locomotora, o almacenar la energía de frenado de un automóvil.
  • condensador electrolítico - En este tipo de condensador, uno de los electrodos es una lámina metálica, la capa de óxido formada en su superficie es el dieléctrico, y el otro electrodo es un electrolito en forma de gel o líquido. Sus principales áreas de uso son como fuente de alimentación y placa base de ordenadores.
  • condensador de mica - El dieléctrico situado entre las placas es de mica.
  • condensador cerámico - Contiene un dieléctrico de cerámica. Es el tipo de condensador que se fabrica en la mayor cantidad.

Estructura

Un condensador es un dispositivo en el que se puede acumular y almacenar energía en forma de carga eléctrica.

El condensador más simple es el condensador paralelo, que consiste en dos placas metálicas paralelas, separadas por un material aislante. Las placas metálicas se llaman armaduras y funcionan como electrodos. El material aislante se llama dieléctrico, su papel es separar los electrodos y aumentar la capacidad del condensador, es decir, la cantidad de carga eléctrica que el condensador puede acumular.

Carga

  • placas - Electrodos metálicos de gran superficie.
  • dieléctrico - Separa las placas entre sí. Es capaz de aumentar la capacidad, es decir, la cantidad de carga almacenable del condensador. Se caracteriza por la constante dieléctrica que muestra cuántas veces se multiplica la cantidad de la carga eléctrica acumulada en el condensador cuando entre las placas no existe vacío, sino que está presente algún tipo de material aislante.
  • líneas de campo eléctrico - Son líneas imaginarias que sirven para visualizar la estructura de un campo eléctrico. Su densidad indica la intensidad del campo eléctrico.
  • carga (Q)
  • voltaje (U)
  • capacidad (C)
  • C=Q/U

El condensador se carga usando una fuente externa de electricidad. Durante este proceso, las cargas negativas salen de uno de los electrodos y migran al otro electrodo.
Debido a la diferencia de carga, se forma un campo eléctrico entre los dos electrodos.

El voltaje entre dos placas depende del trabajo necesario para mover una unidad de carga de una placa a otra en el campo eléctrico.

Área de las placas

  • carga (Q)
  • voltaje (U)
  • capacidad (C)
  • C=Q/U

La capacidad de un condensador depende de una serie de factores, como la forma, el tamaño, la distancia entre sus placas y el material del dieléctrico. La capacidad no sólo se refiere a la cantidad de carga que puede almacenar, sino también al voltaje necesario para almacenar una cantidad dada de carga.

Como el voltaje entre las placas es directamente proporcional a la cantidad de carga que almacenan, su cociente es constante. Este cociente es la capacidad, es decir: C=Q/U

La capacidad se puede cambiar de varias maneras. Una forma de aumentar la capacidad eléctrica es aumentar el área de las armaduras. La capacidad es directamente proporcional a la superficie de las placas, es decir, si la superficie de las placas se duplica, la capacidad también se duplicará.

Distancia entre placas

  • carga (Q)
  • voltaje (U)
  • capacidad (C)
  • C=Q/U

Otra manera de aumentar la capacidad del condensador es disminuir la distancia entre las armaduras. De este modo, el voltaje disminuye y pero la cantidad de carga permanece igual.

Dieléctrico

  • carga (Q)
  • voltaje (U)
  • capacidad (C)
  • C=Q/U

La elección del dieléctrico situado entre las placas también constituye un factor importante de la capacidad del condensador.

Si el dieléctrico entre las placas no es un vacío, sino un material aislante, disminuyen tanto la fuerza del campo eléctrico como el voltaje, aunque la cantidad de carga no cambia. Esto se debe a que las cargas en las placas generan una distribución de carga en el dieléctrico, lo que produce un voltaje en una dirección opuesta al voltaje original entre las placas, es decir, el voltaje resultante será inferior al original. Así, la capacidad aumenta.

La permitividad, o la constante dieléctrica del aire es igual a la del vacío, cuyo valor es 1, mientras la del polietileno es 2, es decir, el polietileno hace posible almacenar el doble de la carga obtenida utilizando aire como aislante. Si el material aislante es el papel, cuya constante dieléctrica es 3,3; el condensador aumenta al triple su capacidad.

Condensadores en uso

  • flash - Debido a que los condensadores pueden liberar su carga más rápidamente que los acumuladores, se utilizan cuando un dispositivo necesita un pulso repentino de corriente eléctrica de alta intensidad, por ejemplo, a la hora de arrancar un coche, hacer sonar unos altavoces grandes, o cuando se usa el flash de una cámara. Naturalmente, se requiere tiempo para cargar el condensador, esta es la razón por la que hay que esperar un poco antes de poder usar de nuevo el flash de la cámara.
  • teléfono móvil - Los condensadores también se utilizan en los cargadores de móviles y en las fuentes de alimentación de los ordenadores durante la rectificación de la corriente alterna, para aplanar el voltaje pulsante. En los receptores de radio y teléfonos móviles, se utilizan condensadores de capacidad variable para sintonizar el circuito oscilante conectado a la antena a una frecuencia adecuada.
  • memoria de ordenador - Los condensadores se pueden encontrar en la mayoría de los dispositivos eléctricos. He aquí algunos ejemplos. Los módulos de memoria RAM de los ordenadores y algunas tarjetas de memoria, por ejemplo, SD, están constituidos por miles de millones de condensadores microscópicos. Estos dispositivos almacenan la información en forma de cargas.

Los condensadores se pueden encontrar en la mayoría de los dispositivos eléctricos. He aquí algunos ejemplos.

Los módulos de memoria RAM de los ordenadores y algunas tarjetas de memoria, por ejemplo, SD, están constituidos por miles de millones de condensadores microscópicos. Estos dispositivos almacenan la información en forma de cargas.

Debido a que los condensadores pueden liberar su carga más rápidamente que los acumuladores, se utilizan cuando un dispositivo necesita un pulso repentino de corriente eléctrica de alta intensidad, por ejemplo, a la hora de arrancar un coche, hacer sonar unos altavoces grandes, o cuando se usa el flash de una cámara. Naturalmente, se requiere tiempo para cargar el condensador, esta es la razón por la que hay que esperar un poco antes de poder usar de nuevo el flash de la cámara.

Los condensadores también se utilizan en los cargadores de móviles y en las fuentes de alimentación de los ordenadores durante la rectificación de la corriente alterna, para aplanar el voltaje pulsante.

En los receptores de radio y teléfonos móviles, se utilizan condensadores de capacidad variable para sintonizar el circuito oscilante conectado a la antena a una frecuencia adecuada.

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