Condensador eléctrico

Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente en Hispanoamérica con el anglicismo capacitor, pero adaptado a la fonética del español) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica.Introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento «capaz» de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el período de carga, la misma energía que cede después durante el período de descarga.Además, es capaz de almacenar carga eléctrica luego de cargado y desconectado del circuito, por lo que es apropiado ser cuidadoso al manipular uno, ya que podría haber quedado cargado desde su uso anterior, lo adecuado es conectar siempre sus extremos mediante un elemento conductor por unos segundos antes de manipular un condensador.La mano de Von Kleist y el agua actuaban como conductores, y el frasco como un dieléctrico, esto es, aislante (aunque los detalles del mecanismo fueron incorrectamente identificados en ese momento).Al año siguiente, el físico neerlandés Pieter van Musschenbroek inventó un condensador similar que fue llamado botella de Leyden (por la Universidad de Leiden donde trabajaba).Asimismo, Benjamin Franklin investigó la botella de Leyden y llegó a la conclusión en 1749 de que la carga se almacenaba no precisamente en el agua, como otros habían asumido, sino en el borde del cristal.Desde el inicio del estudio de la electricidad se utilizaron para los condensadores materiales no conductores como vidrio, porcelana, papel y mica en función de aislantes o dieléctricos.Estos último, los condensadores de mica, fueron inventados en 1909 por William Dubilier.Antes de la Segunda Guerra Mundial, la mica era el dieléctrico para los condensadores más común en Estados Unidos.Por último, pero no por ello menos importante, está el condensador de doble capa eléctrica o supercondensador.Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción.Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las «placas».aunque por convenio se suele considerar la carga de la placa positiva.En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material dieléctrico son sumamente variables.Cuando aumenta la diferencia de potencial entre sus terminales, el condensador almacena carga eléctrica debido a la presencia de un campo eléctrico en su interior; cuando esta disminuye, el condensador devuelve dicha carga al circuito.Donde Este hecho es aprovechado para la fabricación de memorias, en las que se aprovecha la capacidad que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOS para ahorrar componentes.Al conectar un condensador en serie con una resistencia a una fuente de tensión eléctrica (o comúnmente, fuente de alimentación), la corriente empieza a circular por ambos.Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en serie, las cargas empiezan a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga o energía almacenada en el condensador es nula.Si la pulsación se expresa en radianes por segundo (rad/s) y la capacidad en faradios (F), la reactancia resultará en ohmios.Los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta.En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociación en serie: y para la asociación en paralelo: Es decir, el sumatorio de todas las capacidades de los condensadores conectados en paralelo.En el caso de un condensador plano, la capacidad puede expresarse por la siguiente ecuación:Otro tipo de condensador variable se presenta en los diodos Varicap.El condensador ideal (figura 1) puede definirse a partir de la siguiente ecuación diferencial:donde C es la capacidad, u(t) es la función diferencia de potencial aplicada a sus terminales e i(t) la corriente resultante que circula.Un condensador real en CC se comporta prácticamente como uno ideal, es decir, como un circuito abierto.Esto es así en régimen permanente ya que en régimen transitorio, esto es, al conectar o desconectar un circuito con condensador, suceden fenómenos eléctricos transitorios que inciden sobre la diferencia de potencial en sus bornes (ver circuitos serie RL y RC).En los 180° el condensador está completamente descargado, alcanzando i(t) su valor máximo negativo.Si se representa el valor eficaz de la corriente obtenida en forma polar:Y operando matemáticamente: Por lo tanto, en los circuitos de CA, un condensador ideal se puede asimilar a una magnitud compleja sin parte real y parte imaginaria negativa: En el condensador real, habrá que tener en cuenta la resistencia de pérdidas de su dieléctrico, RC, pudiendo ser su circuito equivalente, o modelo, el que aparece en la figura 4a) o 4b) dependiendo del tipo de condensador y de la frecuencia a la que se trabaje, aunque para análisis más precisos pueden utilizarse modelos más complejos que los anteriores.