¿Estás planeando trabajar con condensadores en tu próximo proyecto y necesitas un poco de información sobre estos pequeños paquetes de maravillas? Si es así, entonces estás en el lugar correcto! Sige leyendo para saber todo sobre un condensador, desde su principio básico de funcionamiento hasta su uso en circuitos.

¿Qué es un condensador?

En palabras simples, un condensador es un elemento de almacenamiento de carga eléctrica usado en circuitos. Es un componente electrónico pasivo y, al igual que las resistencias e inductores, se utiliza en todos los demás circuitos electrónicos. Para recordarlo mejor, puedes considerar el ejemplo de una batería. Los condensadores almacenan la carga eléctrica al igual que una batería y la unidad utilizada para medir la cantidad de carga almacenada en ellos se llama Farad (F). Los condensadores que solemos utilizar en los circuitos electrónicos tienen capacitancias en picofaradio (pF), nanofaradio (nF) o microfaradio (μF), como habrás notado en su embalaje exterior.

¿Cómo se construye un condensador?

Para saber cómo funciona un condensador, primero hay que entender cómo está construido. Esencialmente, un condensador es como un sándwich - dos placas de metal separadas por un material aislante llamado dieléctrico. Las dos placas metálicas del exterior están conectadas a través de terminales al resto del circuito, mientras que el dieléctrico actúa como una capa separadora entre las dos superficies metálicas.

¿Qué sucede cuando se aplica un voltaje de corriente continua a través de los terminales de un condensador? Las cargas positivas se acumulan en una de sus placas y las negativas en la otra. Se genera un campo eléctrico a través de las placas del condensador y el material dieléctrico reduce el campo eléctrico mientras aumenta la capacidad. La intensidad del campo eléctrico generado y la capacitancia también dependen de la distancia entre las dos placas así como de su superficie. La fórmula matemática que conecta estos parámetros es:

 Donde C es la capacitancia, ε es la permitividad del dieléctrico, A es el área de las placas y d es la distancia entre las placas. Usando esta ecuación, la capacitancia puede ser variada durante la construcción de un condensador.

¿Cuáles son los principales tipos de condensadores?

Los condensadores pueden clasificarse en dos grupos: polares y no polares.

Condensadores polares

Como su nombre lo indica, este tipo de condensador tiene una cierta polaridad asociada a sus terminales. Sus terminales positivos y negativos deben ser considerados al conectarlo en un circuito, a diferencia de las resistencias.

El tipo más común de condensadores polares son los electrolíticos. Estos condensadores son de forma cilíndrica, con una pata más larga que la otra. El terminal más largo es el positivo, mientras que el más corto es el negativo. Su polaridad también se menciona claramente en su embalaje exterior. Siempre asegúrese de conectar estos condensadores de la manera correcta o de lo contrario podría terminar con una explosión. Discutiremos la forma correcta de conectar un condensador en la siguiente sección.

Condensadores sin polaridad

Los tipos más comunes de condensadores no polares son los de cerámica y los de lámina. Los condensadores cerámicos son los que tienen forma de píldora en miniatura, generalmente de color marrón, mientras que los condensadores de lámina son bloques rectangulares de diferentes colores.

Los condensadores no polares, como su nombre lo sugiere, no tienen ninguna polaridad como las resistencias. Los condensadores cerámicos se utilizan en lugares donde los voltajes varían y están disponibles en valores de baja capacitancia (normalmente picofaradios y microfaradios) pero ofrecen una alta resistencia a la temperatura y bajas pérdidas. Por otro lado, los condensadores de lámina se utilizan en aplicaciones de alta tensión, como el trabajo con la tensión de la red. Van desde nanofaradios hasta microfaradios y ofrecen bajas pérdidas.

¿Cómo conectar un condensador?

Debes estar muy atento mientras trabajas con condensadores polares porque a menudo, conectarlos de forma incorrecta conduce a explosiones. Tan pronto como tomes el condensador en tu mano, inspecciona su cubierta externa para ver si tiene voltaje de operación y signos de polaridad. Justo encima del terminal negativo, encontrarás una serie de signos menos (-) impresos en una columna. Además, note que el terminal negativo sería más corto que el positivo. Así es como puedes asegurarte de que conoces la polaridad de sus terminales.

Al conectar el condensador polar a una fuente de voltaje DC, como una batería, tenga en cuenta la clasificación de voltaje que acaba de leer en su cubierta. No exceda el voltaje mencionado o podría terminar friendo el condensador. Cuando esté seguro del voltaje, entonces conecte el terminal negativo de la batería al electrodo negativo del condensador y, de manera similar, conecte el terminal positivo de la batería al electrodo positivo del condensador. Nunca jamás conectes un condensador al revés porque podría destruirlo permanentemente.

Con los condensadores no polares, no tienes que preocuparte por la polaridad de los terminales. Puedes conectar cualquiera de sus patas a un voltaje más alto y el otro a un voltaje más bajo.

¿Cómo conectar más de un condensador?

Hay dos maneras posibles de conectar los condensadores entre sí, en serie o en paralelo (como las resistencias). Conectarlos en cualquiera de las configuraciones afectará la forma en que sus capacitancias se suman. Veamos cada una de las configuraciones una por una.

Cuando se conectan condensadores polares en serie, el terminal negativo del primer condensador debe conectarse al terminal positivo del segundo y el terminal positivo del segundo al terminal negativo del tercero y así sucesivamente. Puedes conectar tantos condensadores como quieras de esta manera. La capacitancia total puede ser calculada usando la siguiente fórmula: 

Donde CTotal es la capacitancia total y C1, C2 hasta Cn son las capacitancias de los n condensadores conectados en serie.

Por otra parte, cuando los condensadores polares están conectados en paralelo, todos sus terminales positivos deben estar conectados entre sí y sus terminales negativos deben estar unidos entre sí. Así es como estarán conectados en paralelo unos con otros. La capacitancia total de n número de condensadores conectados en paralelo puede calcularse como:

C_Total = C₁ + C₂ + … + C_n

Con los condensadores no polares, no tienes que preocuparte por los terminales, puedes simplemente conectarlos en serie o en paralelo con cualquier terminal que desees.

Aplicaciones de los condensadores

Los condensadores se utilizan en una multitud de circuitos electrónicos, ya sea en circuitos basados en microcontroladores o en simples circuitos electrónicos. Se usan como condensadores de acoplamiento en circuitos de CA donde el componente de CC debe ser suprimido. De forma similar, los condensadores de desacoplamiento se utilizan para suprimir los componentes de CA y sólo permiten el paso del componente de CC. Los condensadores de acoplamiento suelen ser necesarios entre dos etapas de un amplificador, mientras que los condensadores de desacoplamiento se utilizan cuando sólo se requiere tensión de CC, como en las fuentes de alimentación de CC o en los raíles de tensión.

De forma similar, el acoplamiento y desacoplamiento de RF requiere condensadores. Estos circuitos se encuentran generalmente en la industria de las telecomunicaciones, donde se utilizan frecuencias variables. Para esta aplicación, los condensadores cerámicos son la mejor opción porque funcionan mejor en las aplicaciones de RF.

Los condensadores también se utilizan en muchos filtros, siendo los más comunes los filtros rectificadores. También se les llama "condensadores suavizantes" porque suavizan la señal rectificada de salida eliminando los picos de tensión no deseados. La industria de procesamiento de señales utiliza muchos tipos diferentes de filtros y el rango de frecuencia de estos filtros se decide por el valor de la capacitancia. Por lo tanto, podemos decir que los condensadores desempeñan un papel importante en la industria de las telecomunicaciones.

Otra aplicación de los condensadores es que se utilizan como fuente de energía en ciertos circuitos. Dado que los condensadores son conocidos por almacenar carga, pueden suministrar energía a los circuitos pero por un tiempo muy limitado.

Los circuitos osciladores también utilizan condensadores pero en combinación con inductores y resistencias. Discutiremos los circuitos LC en la última sección.

¿Cómo ajustar un condensador a su circuito?

Para ajustar un condensador a su circuito, debes elegir un condensador con un voltaje más alto que el voltaje de su circuito. En segundo lugar, si estás planeando construir un circuito de filtro de RF, entonces debes asegurarse de que la tolerancia de tu condensador debe ser la misma que la indicada por el fabricante porque los circuitos de filtro requieren alta precisión ya que permiten que ciertas frecuencias pasen a través de ellos en base a los valores de capacitancia y resistencia.

Symbol of capacitator

Si eres un estudiante que está aprendiendo a trabajar con circuitos electrónicos, te recomendamos que primero simules tu circuito en un software de diseño de circuitos y luego lo implementes físicamente. Esto te ahorraría accidentes y explosiones innecesarias, además de ahorrarte mucho tiempo.

¿Qué son los circuitos LC?

Los circuitos LC son una de las aplicaciones más comunes de los condensadores. Estos circuitos son una combinación de inductores (L) y condensadores (C) conectados en serie o en paralelo. Estos circuitos también se denominan "osciladores" porque oscilan a una cierta frecuencia que está determinada por los valores de capacitancia e inductancia utilizados. Los circuitos LC se utilizan cuando es necesario generar o seleccionar (filtrar) una frecuencia determinada a partir de un grupo de frecuencias. Una aplicación muy común de los circuitos LC es la radio, donde la perilla de selección de canal varía los valores LC para filtrar una cierta frecuencia de estación de radio.

¿Quién iba a pensar que dos placas de metal separadas por un trozo de aislante pudieran ser tan útiles? A pesar de su diminuto tamaño, los condensadores son una parte integral de los circuitos electrónicos y hacen maravillas cuando se conectan de la manera correcta. Todo lo que necesitan es ser manejados correctamente y colocados en el circuito correcto, con los componentes adecuados.