Clasificación y tipos de capacitores más importantes que existen.
Hoy nos adentraremos aun mas en el tema de los capacitores, ya hemos visto que condensador y un capacitor es lo mismo, por lo que usaré estas palabras por igual, puedes saber mas si revisar mi introducción en ¿Qué es un capacitor? Por ahora nos centraremos en revisar y hacer un pequeño resumen de los principales tipos de capacitores que vamos a encontrar en la practica.
Antes de comenzar recordemos un poco la definición de capacitor:
El capacitor es un dispositivo electrónico pasivo capaz de almacenar carga electrica.
Y sin importar el tipo o los materiales de los que esta hecho, esta siempre será su principal función, algunos serán polarizado otros no, así que debemos conocer cada tipo para saber como utilizarlo.
- Para la mayoría de los tipos tengo un post completo donde profundizo en cada tema, te recomiendo que los revises para comprender mejor su funcionamiento.
Un capacitor consiste en dos placas conductoras separadas por un dieléctrico, que es un material aislante, cuando se aplica una diferencia de potencial (tensión eléctrica) a través del capacitor, se produce una carga en las placas que crea un campo eléctrico entre ellas, este campo eléctrico almacena energía en el capacitor.
La capacidad de almacenamiento de energía del capacitor, también conocida como capacitancia, depende de la superficie de las placas, la distancia entre ellas y el tipo de dieléctrico utilizado. La capacitancia se mide en unidades llamadas faradios (F).
El tiempo que tarda un capacitor en cargarse o descargarse depende de su capacitancia y de la resistencia del circuito en el que está conectado. Cuando se aplica una tensión al capacitor, la corriente fluye en el circuito para cargar el capacitor, y la tasa de carga disminuye con el tiempo a medida que el voltaje a través del capacitor se acerca al valor de la fuente de alimentación. Cuando se elimina la fuente de tensión, el capacitor se descarga gradualmente a través del circuito conectado a él.
Los capacitores se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en electrónica, desde circuitos de alimentación y filtrado hasta circuitos de temporización y oscilación. Los capacitores también se utilizan en sistemas de audio para acoplar señales entre etapas y para eliminar el ruido y los picos de tensión. Además, se utilizan en sistemas de energía renovable para almacenar energía y mejorar la calidad de la energía.
Clasificación de los condensadores y/o capacitores
En primer lugar podemos dividir a los capacitores en dos grandes grupos:
- Capacitores variables
- Capacitores fijos
▶ Capacitores variables
En la definición y características de los capacitores vimos que la propiedad mas importante es la capacitancia, ya que con esta se determina cuanta carga almacena el capacitor, por lo tanto, ya te imaginaras que en un capacitor variable se juega con el valor de capacitancia para poder modificar la cantidad de carga que puede almacenar.
Para esto se puede variar el tipo de dieléctrico ya que al cambiar el tipo de dieléctrico se modifica la capacitancia, no obstante, lo mas común es variar la distancia entre las placas del capacitor, por ejemplo:
Capacitores variables giratorios
Este tipo de capacitor variable es sumamente empleado en aplicaciones resonantes o de sintonía, presentes en dispositivos de radio. La idea de estos es modificar la capacitancia con la ayuda de un mecanismo basado en un eje que mueve las placas del capacitor, cambiando el área de las placas que están cara a cara dentro del capacitor.
Es muy común encontrar estos capacitores se fabricados con dieléctrico a base de aire, lo que permite reducir la separación entre las placas de una forma muy eficiente, esta acción de reducir la distancia entre las placas incrementa la constante dieléctrica, esto nos permite tener capacitores mas pequeños lo cual nos permite ahorrar espacio durante el montaje en nuestras PCB.
Capacitores variables trimmer
Este tipo de capacitor es utilizado en aquellas aplicaciones que requieren un ajuste fino y por lo regular este ajuste solo se realiza una vez durante las pruebas de funcionamiento.
El rango de este tipo de capacitor es pequeño y ronda entre los tres y 100 picoFaradios (pF), el tipo del trimmer puede variar en:
- Presión
- Disco
- Tubular
- Placas
▶ Capacitores Fijos
Los capacitores que entran en la clasificación de capacitores fijos, son muy común verlos en cientos de placas y circuitos, dadas sus dimensiones y fácil adquisición.
Estos capacitores se distinguen entre si por el material en el tipo dieléctrico que se emplea en su construcción, por ejemplo:
- Mica
- Plástico y cerámica
En los capacitores electrolíticos, podemos encontrar materiales como el óxido de aluminio y de tantalio. Los capacitores fijos vienen en diseños tubulares y de múltiples placas y/o dieléctrico intercalados.
Cuando hablamos del diseño de múltiples placas, hacemos referencia a un diseño creado específicamente para aumentar el área efectiva de la placa, ahora bien, entre placa y placa se interpone un aislante haciendo una conexión de placa de por medio, tal y como se tratara de una conexión de capacitores en paralelo.
Tipos de capacitores según el material
También podemos clasificar a los capacitores según el tipo de material del que están hechos, por ejemplo: cerámica, electrolíticos, etc., veamos cada uno de ellos.
▶ Capacitores de película
Están hechos de un material dieléctrico de película delgada que se coloca entre dos placas metálicas, tienen una alta precisión y estabilidad y se utilizan en aplicaciones de temporización, oscilación y filtros de alta calidad.
- Rango de capacitancia: desde nanofaradios hasta varios microfaradios.
- Tolerancia: generalmente del 1% al 10%.
- Rango de voltaje: desde unos pocos voltios hasta varios miles de voltios.
- Alta estabilidad en el tiempo y en temperaturas extremas.
- Baja pérdida dieléctrica.
- Adecuado para aplicaciones de alta precisión y alta estabilidad.
▶ Capacitores de cerámica
Este tipo de capacitor se caracteriza ya que las inductancias parásitas y las pérdidas son prácticamente nulas. La constante dieléctrica de los capacitores cerámicos es considerablemente mas grande que la del aire, aproximadamente entre 1000 a 10,000 veces mas grande.
Otra de las características es que en algunos tipos de capacitores de cerámica podemos encontrar un alta permitividad, alcanzando valores de capacitancia altos en diminutos capacitores, aunque, tienen como desventaja que son mas sensibles a las variaciones de temperatura y voltaje.
- Rango de capacitancia: desde picofaradios hasta varios microfaradios.
- Tolerancia: generalmente del 5% al 20%.
- Rango de voltaje: desde unos pocos voltios hasta varios cientos de voltios.
- Baja inductancia y resistencia.
- Alta estabilidad a largo plazo.
- Adecuado para aplicaciones de alta frecuencia y alta velocidad.
En contra parte existen capacitores de cerámica que tienen un valor de permitividad pequeño, donde las variaciones de temperatura y voltaje son prácticamente despreciables. Estos capacitores suelen tener un tamaño considerablemente mas grande que los vistos anteriormente y son fabricados en un rango de valores de capacitancia que ronda los picoFaradio, incluso en, nanoFaradios (nF).
▶ Capacitores de cerámica de alta capacitancia
Son capacitores cerámicos con una capacidad de almacenamiento de energía más alta que los capacitores cerámicos convencionales. Se utilizan en aplicaciones de alimentación de alta corriente y circuitos de filtrado.
500 Pcs 10 Values 0.1μF - 10μF Multilayer Monolithic Ceramic Capacitor ...
- Multi-layer ceramic capacitors are compact and offer high-capacitance capacitors
- 10 Values(50pcs for each value):0.1μF(104), 0.15μF(154), 0.22μF(224), 0.33μF(334), 0.47μF(474),0.68μF(684), 1μF(105), 2.2μF(225), 4.7μF(475), 10μF(106)
- Each capacitor is clear marked so you can easily identify which type of capacitors you need
- Assorted by value in a transparent box for convenient storage
- Practical electronic components for DIY circuits
▶ Capacitores de lámina de plástico
Otro tipo que seguramente te vas a encontrar en la practica son los
- Capacitores de láminas de plástico
- Capacitores de láminas metálicas intercaladas
- Y lámina metalizada
Los dos primeros tipos de capacitores son normalmente más grandes que los de lámina metalizada, ademas, cuentan con una capacitancia más estable y tienen mejor aislamiento.
En cuanto a los de lámina metalizada, la lámina metálica se encuentra depositada de manera directa en la lámina de plástico. Un efecto muy interesante en este tipo de capacitores es que poseen un mecanismo de auto protección contra sobre voltajes, ya que cuando existe un voltaje alto se crea un arco eléctrico que evapora el metal disminuyendo el defecto rápidamente.
▶ Capacitores de tantalio
Cuando utilices capacitores de tantalio debes ser cuidadoso, ya que este tipo tiene polaridad y debes conectarlos correctamente. Se emplean generalmente en:
- Los sistemas para la estabilidad a través de el desacoplamiento de señales de Corriente Alterna.
- En la depuración de la alimentación de corriente continua de un chip.
- Para la reducción del impacto de la inductancia de los conductores.
- En el filtrado de frecuencias no deseadas.
- Rango de capacitancia: desde microfaradios hasta varios miles de microfaradios.
- Tolerancia: generalmente del 10% al 20%.
- Rango de voltaje: desde unos pocos voltios hasta varios cientos de voltios.
- Polaridad: se deben conectar en la dirección correcta.
- Alta capacidad de almacenamiento de energía.
- Alta estabilidad en el tiempo y en temperaturas extremas.
- Adecuado para aplicaciones de filtrado y acoplamiento de señal.
▶ Capacitores electrolíticos
Los capacitores electrolíticos los podemos encontrar a precios considerablemente bajos con valores de capacitancia altas, no obstante, tienen el problema de que el voltaje de ruptura es bajo en comparación con otros tipos y las corrientes de fuga son altas.
Este capacitor es polarizado, así que deberás fijarte bien al memento de conectarlo ya que si se conecta mal puede dañarse y en un caso extremo estallar, te cuidado, se utilizan mucho en la etapa de filtrado del rizado en fuentes de voltaje tanto reguladas como conmutadas.
Los capacitores electrolíticos cuentan con un cilindro de aluminio cerrado que cubre al capacitor, tiene un mecanismo de prevención, el cual es una válvula de seguridad que se abre en caso de que el electrolito entre en ebullición, eludiendo de esta manera el riesgo de que el capacitor explote.
- Rango de capacitancia: desde microfaradios hasta varios miles de microfaradios.
- Tolerancia: generalmente del 10% al 20%.
- Rango de voltaje: desde unos pocos voltios hasta varios cientos de voltios.
- Polaridad: se deben conectar en la dirección correcta.
- Alta capacidad de almacenamiento de energía.
- Baja resistencia en serie.
- Adecuado para aplicaciones de filtrado y acoplamiento de señal.
- Ver capacitores electrolíticos
Condensador electrolítico de aluminio ...
▶ Capacitores de mica
Los capacitores de mica suelen ser de los mas caros que podemos encontrar, cuentan con hojas de mica y aluminio colocados de forma alternada y que se encuentran protegidos por una capa de plástico moldeado. Son efectivos ya que tiene bajas corrientes de fuga y alta estabilidad, podemos encontrarlos en rangos que van desde los pF a 0.1 microFaradios (uF).
▶ Capacitores de poliéster
El capacitor de poliéster cuenta con láminas delgadas precisamente de poliéster sobre las que se deposita aluminio, estas láminas se apilan y se conectan por los extremos, tienen la ventaja de que tienen muy poca pérdida y excelente factor de potencia, son muy usados en aplicaciones donde se requiere filtrar señales de ruido.
- Rango de capacitancia: desde picofaradios hasta varios microfaradios.
- Tolerancia: generalmente del 1% al 10%.
- Rango de voltaje: desde unos pocos voltios hasta varios miles de voltios.
- Alta estabilidad en el tiempo y en temperaturas extremas.
- Baja pérdida dieléctrica.
- Adecuado para aplicaciones de alta precisión y alta estabilidad.
▶ Capacitores de polipropileno
Son similares a los capacitores de poliéster, pero están hechos de un material dieléctrico de polipropileno. Tienen una alta precisión y estabilidad y se utilizan en aplicaciones de filtrado, desacoplo y temporización.
▶ Capacitores de arranque
Es una de las tantas formas en que podemos utilizar a los condensadores, con ellos podemos controlar el flujo de corriente que circulan en los devanados de los motores. Son un tipo muy importante los cuales incluso cuentan con su propia norma.
▶ Capacitores SMD
Los condensadores SMD son pequeños, lo que los hace perfecto para ser montados directamente en las placas PCB, quizá también los hayas escuchado por el nombre de, Capacitores Chip Multicapa (MLC).
Dentro de los principales tipos SMD se encuentran, los electrolíticos, cerámicos y de tantalio, no obstante, el más utilizado es el cerámico.
Cuidado y mantenimiento de los diferentes tipos de capacitores
El cuidado y mantenimiento de los diferentes tipos de capacitores puede variar dependiendo del tipo de capacitor, su aplicación y su entorno. Aquí hay algunos consejos generales:
- Verifique regularmente la condición del capacitor para detectar signos de desgaste o daño, como fugas, hinchazón, deformación o sobrecalentamiento.
- Asegúrese de que los terminales y conexiones estén limpios y libres de corrosión. Limpie los terminales según sea necesario.
- Proteja los capacitores de la exposición a la humedad, la suciedad, la grasa, el polvo y otros contaminantes ambientales que puedan afectar su rendimiento o durabilidad.
- Almacenar los capacitores en un lugar seco y fresco, lejos de la luz solar directa y de las fuentes de calor.
- Verifique las especificaciones del capacitor y asegúrese de que se esté utilizando dentro de su rango de voltaje y temperatura especificado.
- Si el capacitor no se va a utilizar durante un período prolongado, retire la alimentación eléctrica y descargue completamente el capacitor antes de almacenarlo.
- Si se va a reemplazar un capacitor, asegúrese de utilizar un capacitor de reemplazo que tenga las mismas especificaciones técnicas que el original.
- Siempre siga las recomendaciones del fabricante en cuanto a la instalación, el mantenimiento y la eliminación segura de los capacitores.
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- Dieléctrica: Aluminio
- Capacitancia: 0,1 UF a 1000 UF
- Tensión de resistencia: 50 (V)
- Frecuencia: de baja frecuencia
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- Tamaño de la pantalla: 7 Pulgadas y Superiores
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- Máxima velocidad de captura de formas de onda: 80 000 wfm/s
Excelente, espero que esta lista te haya sido de gran ayuda, no obstante, tengo un artículo dedicado a cada tipo donde profundizo en cada uno de ellos, espero te des el tiempo de revisarlos para comprender a la perfección como funciona cada tipo.
🧐 Autoevaluacion: Tipos de capacitores
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Juan Carlos G
Estudie Electrónica en la UNAM y me encanta hablar y publicar estos temas para ayudar a los demás a comprender aquello que en mi época de estudiante me era difícil de entender.
Espero que este blog, el cual lo he dedicado a hablar de los Capacitores y productos relacionados a este componente, te sea de gran ayuda.
¿Tienes alguna pregunta para mi?
