¿Para qué se utilizan los condensadores?

¿Cuáles son las aplicaciones de los condensadores?

Un condensador es uno de los componentes pasivos que almacena energía en forma de carga eléctrica. Los condensadores se cargan y descargan según el funcionamiento del circuito. Se utiliza principalmente en circuitos electrónicos y eléctricos para realizar una variedad de tareas, incluidas funciones de suavizado, filtrado, derivación, reducción de ruido y detección.

Se requiere un tipo de condensador para una aplicación y otro tipo de condensador para otra. Esto significa que no todas las aplicaciones utilizan el mismo tipo de condensador. En primer lugar, debe elegir el tipo de condensador adecuado para su aplicación particular. La elección del tipo de condensador depende de varios factores. Los siguientes son factores que influyen en la selección del tipo de condensador para una aplicación en particular:

Rango de valores de capacitancia: Cada tipo de condensador tiene un valor de capacitancia específico. Dependiendo de la aplicación, se debe seleccionar el rango requerido de condensadores.

Voltaje de trabajo:Algunos tipos de condensadores tienen un voltaje de funcionamiento bajo y algunos tipos de condensadores tienen un voltaje de funcionamiento alto. Dependiendo de la aplicación, se debe seleccionar el voltaje del condensador.

Polarización: Los condensadores de tantalio y electrolíticos están polarizados y funcionan a un voltaje unidireccional. Por lo tanto, la polarización es uno de los factores importantes a la hora de elegir un condensador.

Tolerancia: Para aplicaciones como osciladores y filtros donde los valores de los condensadores son críticos, se deben seleccionar condensadores con tolerancias bajas. Sin embargo, en algunas aplicaciones, como el acoplamiento y el desacoplamiento, el valor del condensador no es importante.

Coeficiente de temperatura:El valor de capacitancia varía con la temperatura para algunos tipos de condensadores, y algunos condensadores, como la silcopita, la cerámica, etc., son estables a diferentes temperaturas. Por lo tanto, dependiendo de la aplicación, se puede seleccionar el condensador.

Corriente de fuga: Algunas aplicaciones requieren un alto nivel de aislamiento, mientras que otras no. Los condensadores electrolíticos tienen un rendimiento de fuga deficiente. La corriente de fuga también es un factor importante a la hora de seleccionar condensadores para una aplicación.

Costar: El coste es un parámetro fundamental para todas las aplicaciones. Porque todo el mundo quiere un alto rendimiento a bajo coste. Hoy en día, todos los condensadores de alto rendimiento están disponibles en paquetes de montaje en superficie a bajo costo.

Estas son algunas de las aplicaciones de los condensadores.

Aplicaciones de filtros

El condensador se utiliza como elemento principal secundario del filtro de selección de frecuencia. Todos los diseños de filtros se utilizan para aplicaciones de alto rendimiento y basadas en frecuencia mediante la selección de los componentes correctos y las calidades requeridas. Estas son algunas topologías de filtro:

• Filtro de paso alto (HPF)
• Filtro de paso bajo (LPF)
• Filtro de paso de banda (BPF)
• Filtro de parada de banda (BSF)
• Filtro de muesca (NF)
• Filtro de paso completo (ALF)
• Filtro de ecualización (EF)

Condensadores de desacoplamiento/derivación

Los condensadores de desacoplamiento se utilizan en electrónica digital para proteger los microchips del ruido eléctrico en las señales de alimentación. La función principal de los condensadores de desacoplamiento es reducir el ruido en el circuito. Estos condensadores se colocan muy cerca del microchip en el circuito para eliminar el ruido ambiental. Estos condensadores también proporcionan energía adicional al CI y eliminan las perturbaciones de la señal lógica.

Condensadores de acoplamiento o bloqueo de CC

Los condensadores de acoplamiento o bloqueo de CC se utilizan en aplicaciones en las que es necesario separar las señales de CA y CC. Estos tipos de condensadores solo permiten señales de CA y bloquean las señales de CC. En este caso, el valor de capacitancia del condensador no tiene ningún efecto en la aplicación de acoplamiento. Sin embargo, el rendimiento de estos condensadores es mayor en aplicaciones cuando la reactancia del condensador está en un valor alto. El uso principal de estos condensadores es interrumpir la corriente continua de la señal. Este tipo de condensadores se utilizan para pasar señales de CA para acoplar un circuito electrónico a otro.

Condensadores amortiguadores

Los condensadores amortiguadores se utilizan en circuitos que impulsan cargas de alta inductancia. En circuitos de alta inductancia, como transformadores y motores, la energía almacenada se descarga repentinamente. Este efecto puede dañar otros componentes del circuito, causando grandes picos de potencia en esos circuitos. Para evitar estos problemas, se utilizan condensadores para componentes de alta inducción en el circuito. Este proceso permite que el condensador evite picos de voltaje y brinde seguridad al circuito.

En circuitos de baja potencia, estos condensadores amortiguadores también se utilizan para evitar picos de tensión causados por interferencias de radiofrecuencia (RF) no deseadas que afectan al funcionamiento del circuito. Estos condensadores amortiguadores se utilizan en paralelo con los componentes de interrupción de los circuitos de alto voltaje para evitar problemas de disyuntores al igualar la distribución de voltaje entre estos componentes.

Condensadores de potencia de pulso

En general, un condensador es un pequeño componente de almacenamiento de energía. Los condensadores grandes y los bancos de condensadores se utilizan cuando se necesita mucha energía en un corto período de tiempo. Los bancos de condensadores almacenan una gran cantidad de energía para aplicaciones como aceleradores de partículas, láseres pulsados, radares, máximos, investigación de fusión y cañones de riel. El uso habitual de condensadores de potencia de pulso es en el flash de las cámaras desechables, que se cargan y descargan rápidamente a través del flash.

Aplicaciones de circuitos resonantes o sintonizados

El filtro está diseñado con condensadores, resistencias e inductores. En este diseño, se utiliza una combinación de varios componentes para amplificar la señal de frecuencia resonante. Aquí, la señal de baja potencia se amplifica a una señal de alta potencia a una frecuencia de resonancia, ya sea como filtro sintonizado u oscilador. Sin embargo, en el diseño de circuitos de frecuencia resonante, se presta gran atención a la combinación de componentes, ya que algunas combinaciones pueden perjudicar el funcionamiento y fallar rápidamente.

Aplicaciones de detección capacitiva

La detección capacitiva es una técnica que detecta cambios en los valores de capacitancia, cambios en la distancia entre placas, cambios en las constantes dieléctricas y cambios en el área de las placas de condensadores. La detección capacitiva es una tecnología que se ha utilizado recientemente en circuitos electrónicos de consumo avanzados. Los sensores capacitivos se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluida la posición, el nivel de líquido, la humedad, la aceleración y el control de calidad de fabricación.

Tabla de aplicación de condensadores

Los condensadores y sus usos y aplicaciones se presentan en forma de tabla para una mejor comprensión.

Seguridad de los condensadores

En el caso de los condensadores, se deben tomar algunas precauciones de seguridad. Un condensador es un dispositivo de almacenamiento de energía que almacena desde una pequeña cantidad hasta una gran cantidad de energía eléctrica. Esta alta energía permite observar la carga incluso cuando la fuente de alimentación está desconectada. Estos condensadores de alta energía pueden dañar los componentes del circuito. Una de las mejores maneras de evitar estos problemas es descargar el condensador antes de usarlo en un circuito eléctrico.

Si se invierte el voltaje del condensador electrolítico de polarización, puede interferir con el funcionamiento del circuito. La rotura de materiales dieléctricos también puede hacer que los condensadores fallen, incluso cuando se utilizan en aplicaciones de alto voltaje y alta potencia.

Fuente de la imagen @ Flickr (en inglés).