ELECTRÓNICA: El Condensador II

¿PARA QUÉ SIRVE?

Un condensador es un elemento muy simple, pero que según cómo y dónde se utilice, sirve para diferentes e importantes funciones, como por ejemplo:

Acumuladores de energía:puede demostrarse que la energía eléctrica U (en joule o julio, J) acumulada en un condensador cargado con carga Q y que presente una diferencia de potencial V entre sus terminales, es Usando la relación de la capacidad, esta energía eléctrica acumulada también puede expresarse en las formas: Ejemplos de aplicación son los magnetizadores y desmagnetizadores de imanes (de parlantes por ej.), sistemas de campo magnético pulsado, de plasma pulsado, de disparo del flash de cámaras fotográficas y algunos chisperos. Según el circuito de descarga, estos condensadores deben ser de alto voltaje, bajas pérdidas, y aptos para descargas rápidas.

Filtros de rizado:en las fuentes de alimentación (de corriente y/o voltaje) se utilizan los condensadores para eliminar ("filtrar") el rizado o riple remanente de la conversión de corriente alterna (AC) en continua (DC) realizada por el circuito rectificador.

Filtros de audiofrecuencia (AF):en los divisores de frecuencia pasivos (compuestos por condensadores, bobinas y resistores) que se encuentran dentro de algunas cajas acústicas ("baffles"), los condensadores forman "filtros pasa altos" que dejan pasar las altas frecuencias hacia los parlantes de agudos (como los "tweeters"), y forman "filtros pasa bajos" que cortocircuitan a tierra los agudos para que no lleguen a los parlantes de graves ("woofers"). Estos divisores de frecuencia también se utilizan con luces psicodélicas en teatros, discotecas y pubs, para enviar los bajos hacia ciertas luces, y los sonidos medios y los altos a otras luces de diferente color.

Filtros de radiofrecuencia (RF) y sintonizadores:en los aparatos de radio y de TV, se utilizan condensadores en la implementación de "filtros pasabanda", para dejar pasar solo un estrecho rango de frecuencias. Cierto tipo de condensadores variables puestos en paralelo (en "tandem") forman parte de los circuitos "tanque" de sintonización de emisoras, conectados generalmente en paralelo con bobinas. Por el contrario, en los "filtros de rechazo de banda" (o filtros "notch"), los condensadores se usan para eliminar un estrecho rango de frecuencias. Filtros de frecuencia de línea:los filtros notch también se utilizan para eliminar múltiplos de la frecuendcia de la red eléctrica que puedan interferir con un dado equipo. Por ejemplo, si la red es de 50 Hz, según el equipo puede haber hasta 4 filtros notch realizados con condensadores para eliminar "ruido" de frecuencia 50, 100, 150 y 200 Hz. Protectores de componentes electrónicos ("snubbers"), y de bobinas y contactos en relays:Utilizando la Ley de Inducción Electromagnética de Faraday-Lenz, donde el voltaje inducido en dos terminales es (menos) la rapidez de la variación del flujo magnético en el circuito que esté entre esos terminales (siendo el lapso t --> 0 s):

y la definición de la autoinductancia L (en henry o henrios, H) donde el cambio en la corriente i --> 0A:
se tiene que (para t --> 0 s)

Esto significa que la interrupción o conexión repentina de la corriente de un circuito inductivo (generalmente con bobinas o motores), produce un transitorio de voltaje muy alto que puede producir chispas en un contacto y hasta destruir un componente. Un ejemplo diario es la producción de chispas en el interruptor, cuando apagamos o encendemos tímidamente un tubo fluorescente. En estos casos de circuitos inductivos, los condensadores conectados en paralelo sirven para "absorber la energía de esas chispas" ya que hacen que el transitorio de voltaje crezca más lentamente, evitando que un contacto eléctrico se funda y se perfore, o protegiendo componentes pasivos como bobinas, transformadores y motores, o evitando quemar componentes activos como transistores, tiristores y triacs.

Acumuladores (digitales y analógicos) de información:junto con la gran familia de "FET´s" (Field Effect Transistors, transistores de efecto de campo), los condensadores se utilizan en referencias de voltaje, dentro de "chips" de memorias y en circuitos lógicos. Constantes de tiempo y acoplamientos:Los condensadores sirven para producir constantes de tiempo en temporizadores, alarmas, sirenas, atenuadores de luz ("dimmers") y convertidores de voltaje. Las constantes de tiempo también sirven para acoplar circuitos lógicos, etapas de amplificadores y sondas con instrumentos (como osciloscopios).

Selectores o conmutadores táctiles:En selectores de pisos en ascensores y en dispositivos como las ruedas táctiles de los iPod´s, los condensadores sirven como interruptores electrostáticos, en lugar de los clásicos "botones" electromecánicos que actúan por presión mediante piezas móviles.

Corrección del "factor de potencia":Las industrias suelen tener maquinarias con motores e iluminación con tubos fluorescentes de corriente alterna (de 50 ó 60 Hz). Esto hace que la instalación eléctrica sea un circuito fuertemente inductivo, lo que ocasiona una gran diferencia entre la potencia media (en volt x ampere) que se les cobra, y la potencia aparente (en watt) que se utiliza. Por eso, en algún sitio de estos establecimientos industriales, se encuentran guardados y refrigerados "bancos de condensadores" que mejoran el "factor de potencia" cos f ("coseno fi"). La capacidad que se puede agregar a la instalación no es arbitraria. El factor de potencia está limitado legalmente, ya que la presencia de condensadores en la red podría ocasionar transitorios de corrientes muy altas durante la puesta en marcha de la industria, haciendo "saltar" la red eléctrica durante la sobrecarga

Video sobre el condensador.