INTRODUCCIÓN

Los capacitores o condensadores son elementos lineales y pasivos que pueden almacenar y liberar energía basándose en fenómenos relacionados con campos eléctricos.

Básicamente, todo capacitor se construye enfrentando dos placas conductoras.  El medio que las separa se denomina dieléctrico y es un factor determinante en el valor de la capacidad resultante.  Además de depender del dieléctrico, la capacidad es directamente proporcional a la superficie de las placas e inversamente proporcional a la distancia de separación. 

Símbolos

Nota: al implementar circuitos, no olvidar respetar las indicaciones de los terminales en los capacitores polarizados para evitar su destrucción.

 

1. MODELO EQUIVALENTE

Los capacitores ideales no disipan energía como lo hacen los resistores.  En cambio, los capacitores reales normalmente presentan una resistencia asociada en paralelo.  Esta resistencia proporciona una trayectoria de conducción entre placas.  Es a través de esta resistencia que el capacitor se descarga lentamente.  A continuación figura un modelo práctico (simplificado) de capacitor.

Rp representa las pérdidas dieléctricas, cuyo valor ronda los 100Mohms -excepto en los capacitores electrolíticos donde es mucho menor-.  Un modelo más completo contempla además una resistencia (Rs) y un inductor (L) en serie con el circuito anterior.  Rs representa las pérdidas en los conductores y L representa la inductancia propia del capacitor más la de los conductores.

 

2. CLASIFICACIÓN

2.1 Según su dieléctrico:

  • aire
  • mica
  • papel
  • cerámico
  • plástico (KS: styroflex, dieléctrico de poliestireno y láminas de metal.  KP: dieléctrico de polipropileno y láminas de metal. MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado. MKY: dieléctrico de polipropileno de gran calidad y láminas de metal vaporizado. MKT: dieléctrico de poliéster y láminas de metal vaporizado. MKC: dieléctrico de policarbonato y láminas de metal vaporizado.
  • vidrio / cuarzo
  • óxidos (electrolíticos de aluminio y electrolíticos de tantalio).

2.2 Según la polaridad admitida: polarizados y no polarizados.

2.3 Según la característica de su valor: fijos, variables y ajustables.

2.4 Según su montaje en el circuito: de inserción y montaje superficial.

 

3. CODIFICACIÓN

IRAM recomienda el uso de las letras p, n, m, m y F para representar, respectivamente, los coeficientes multiplicadores 10-12, 10-9, 10-6, 10-3 y 1 que figuran en el valor de la capacitancia expresada en Farad.

Sin embargo, en general, la codificación depende del tipo de capacitor.  Para mayores detalles, consultar [4] (pág. 114 a 126).

 

4. VALORES ESTÁNDARES

Según Norma IRAM 4083 (diciembre 1975), la cual se corresponde con la recomendación de la International Electrotechnical Commission (Comisión Electrotécnica Internacional) IEC 63/67 - Preferred numbers series for resistors and capacitors y con la recomendación de la Comisión Panamericana de Normas Técnicas COPANT-R 260/1 1971-Resistores y capacitores fijos de uso electrónico-valores preferidos.

Series

Los fabricantes de capacitores venden su producto en series definidas por su tolerancia.

Las series para capacitores de tolerancias comunes son:

  • E24: se emplea para tolerancias de ± 5% y se compone de valores rendondeados de los números teóricos 10^(n/24); donde 0 £ n £ 23.
  • E12: T = ± 10% y fórmula 10^(n/12); donde 0 £ n £ 11.
  • E6: T = ± 20% y fórmula 10^(n/6); donde 0 £ n £ 5.

 

5. CRITERIOS DE SELECCIÓN

A continuación se enumeran las características técnicas que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar los capacitores para una determinada aplicación.

  • Valor capacitivo
  • Tolerancia
  • Tensión máxima de trabajo
  • Frecuencia de resonancia propia
  • Factor de potencia
  • Factor de disipación
  • Coeficiente de temperatura
  • Resistencia equivalente en serie
  • Resistencia de aislación
  • Inductancia parásita
  • Rigidez dieléctrica
  • Absorción del dieléctrico
  • Tensión de formación (para electrolíticos de aluminio) ® importante

Una explicación de los anteriores parámetros puede encontrarse en [4] (pág. 99 a 113 ; 126 a 130) y [5] (pág. 5 a 27).

En la siguiente tabla se pueden observar las características destacadas de los capacitores más empleados: 

Tipo Formato

Valores típicos

Tensión máx

 Observaciones Aplicaciones
Cerámicos

100pF a 10nF

25V a 3kV

 no polarizados; reducido tamaño pero amplias tolerancias en filtros, osciladores, acoplamientos de circuitos
Película: 

Poliéster,  Poliestireno, Policarbonato, Polipropileno

 10nF a 47uF

25 a 2000V

 no polarizados; resistente a la humedad; reducido tamaño, pérdidas (salvo poliéster) y distorsión en circuitos de audio y propósito general, osciladores, integradores, sintonizadores
Electrolítico de aluminio

1uF a 10mF

5 a 450V

 polarizados o no; de gran rendimiento volumétrico, pero también de grandes tolerancias y pérdidas; vida útil desde 1000 hs (se deterioran aunque no se usen) fuentes de alimentacion de cc, filtros, bloqueo de cc
Electrolítico de tantalio

47nF a 1.2mF

3 a 450V

 radiales o axiales; polarizados o no; de tipo: gota, rectangular, o tubular; de gran rendimiento volumétrico; menor corriente de fuga, más caro y menor rango de valores que los electrolíticos de aluminio fuentes de alimentación de cc, filtros, aplicaciones generales
Chip

10pF a 10uF

6 a 16V 

 polarizados o no aplicaciones generales
Ajustables o trimmers

1pF a 500pF

5 a 100V

 no polarizados; de aire, mica, cerámica, vidrio, cuarzo y plástico circuitos sintonizadores y filtros

 

6. CONSIDERACIONES PRÁCTICAS

6.1 Tensión máxima de trabajo:  al sobrepasar la tensión nominal (más precisamente la tensión de prueba, la cual es superior a la tensión nominal) se perfora el dieléctrico, produciéndose un cortocircuito entre placas que inutiliza el capacitor.  Tener en cuenta que, generalmente, esta tensión disminuye al aumentar la frecuencia de la tensión aplicada.  Esta información se encuentra en las hojas de datos provistas por los respectivos fabricantes.

6.2 Polaridad: algunos capacitores sólo admiten determinada polaridad (como los electrolíticos polarizados) y si se les aplica la opuesta, se destruyen.

6.3 Prueba: la mejor manera de comprobar la funcionalidad de un capacitor es medir su valor de capacitancia con un instrumento adecuado para tal fin.  Si no se cuenta con uno, se puede emplear un óhmetro para medir la resistencia entre terminales.  Aunque esta prueba no es exhaustiva, una lectura de pocos ohms indica un capacitor defectuoso.  En un capacitor polarizado, sus polaridades deben coincidir con las del óhmetro.

Importante: al realizar estas mediciones, el capacitor debe estar descargado!

 

Bibliografía:

  • [1] Boylestad - "Análisis Introductorio de Circuitos" - 8va edición - Sección 10.6 (Los tipos de capacitores)
  • [2] SIEMENS - "Componentes Electrónicos" - Marcombo - 1987 - Código de Biblioteca Central: 621.381 5/S.19
  • [3] Vassallo - "Manual de componentes y circuitos pasivos" - Ediciones CEAC - Barcelona - 1981 (Código K241)
  • [4] Vassallo - "Componentes Electrónicos" - Ediciones CEAC - Barcelona - 1987 (Código K99) - Capítulo 3
  • Apuntes e Informes:
    • [5] "Capacitores Normales y Especiales" - Cátedra <Tecnología de los Materiales Electrónicos> de la Universidad Tecnológica Nacional - 1983 (Código K420)
    • [6] "Capacitores" - Trabajo presentado en la cátedra "Tecnología Electrónica" por los estudiantes: Buteler y Carbone - 1999 (Código K343)
  • Normas IRAM:
    • 4040: "Resistores y capacitores fijos - Códigos convencionales de marcado para la identificación de valores" - Noviembre 1989
    • 4083: "Resistores y capacitores fijos de uso en la industria electrónica - Valores preferidos de resistencia y de capacitancia" - Diciembre 1975
  • Catálogos:

     

Teoría de Circuitos I - Última modificación: Mayo 28, 2002