Continuamos con esta serie de post sobre los componentes pasivos. La publicación anterior explicaba un poco los aspectos más relevantes de la resistencia, nuestro primer elemento pasivo. Ahora, para dar continuidad, hablaremos del siguiente elemento: el capacitor.
Un capacitor se compone de dos superficies conductoras, como decir dos láminas rectangulares conductoras puestas una frente a otra y separadas una cierta distancia, sobre estas superficies se puede almacenar carga (energía). De forma análoga con las resistencia donde la variable a medir es la resistencia (se llaman igual) en ohms, en un capacitor la variable a medir se denomina capacitancia representada usualmente con la letra C. La unidad de medida para la capacitancia es el faradio (F).
 |
| Capacitor electrolítico de 10μF |
Hay muchos tipos de capacitores. El que se muestra en la imagen anterior es un capacitor de tipo electrolítico, pero hay capacitores cerámicos, de poliester, de tantalio, etc. Según el tipo, el capacitor puede presentar polaridad o no. Polaridad se refiera a que las dos terminales del capacitor son una positiva y otra negativa y deben conectarse estrictamente en l a posición correcta dentro de un circuito eéctrico y no al "revés".
Ahora bien, la relación que permite calcular la capacitancia de un capacitor es al siguiente: C = εA/d, donde A es el área de cada una de las placas conductoras y d la distancia de separación entre ellas. El término ε es una constante del material que haya entre las placas conductoras y se llama constante de permitividad del material. Si se trata del aire, su constante dieléctrica es ε = ε0 = 8.854 pF/m.
Apliquemos la recién fórmula al capacitor de la imagen. La capacitancia es de 10μF, si decimos arbitrariamente que la separación entra cada placa es de 1mm y que hay aire entre las mismas, el área de cada placa nos dá ¡1.13km!, sin embargo un capacitor con esa capacitancia es muchisimo más pequeño. El secreto está en el material dieléctrico usado (el cual obviamente no es aire). Con forme avanza la investigación de materiales se han podido usar materiales dieléctrivos cuya constante de permitividad permite reducir considerablemente el tamaño de las placas y con ello el tamaño del componente.
Al principio mencioné que el capacitor permite almacenar energía. La ecuación que nos permite saber la cantidad de energía almacenada es la siguiente: E = CV2/2, donde C es la capacitancia y V la tensión. De esta forma, retomando el capacitor de la imagen cuya capacitancia es de 10μF y capacidad de tensión de 450V se podría almacenar con él un máximo de 2.25mJ (J: Joule, unidad de la energía).
Conociendo qué es un capacitor de forma general al menos podemos hablar de algunos usos que se le dan a estos elementos. El primero como ya lo he mencionado es para almacenar energía, sin embargo no se usan capacitores tan pequeños como el que se mostró antes, sino que se usan capacitores más grandes y en conjunto. A ese conjunto se le denomina banco de capacitores.
Otro uso común es para poner en marcha un motor. Por incercia (y algunas otras cosas más), la corriente que exige un motor es considerablemente mayor a la corriente que exige una vez que está en marcha, para ayudar al motor arrancar desde su estado en reposo se utilizan los capacitores quienes se encargan de darle al motor el primer "empujón".
Los capacitores también se utilizan como elementos de acomple entre diferentes etapas de un circuito eléctrico (más adelante veremos que es un elemento de acople). Además se utilizan también como filtros junto con las resistencias y los inductores que aún no hemos visto. Creo que en una publicación futura hablaré de los filtros eléctricos porque es un tema bastante extenso pero muy útil también. Les hago una introducción rápida, un filtro eléctrico es un circuito que permite el paso de algunas frecuencias en señales alternas mientras que restringe el paso de otras frecuencias. Es muy común en los Home Theater, donde se filtra la señal de audio de forma que solamente escuchemos una porción del espectro audible en los diferentes parlantes distribuidos por la habitación.
Esta solamente ha sido una explicación breve de lo que es un capacitor. En realidad hay mucho aún por analizar, empezando por las relaciones de corriente y tensión en el capacitor, sin embargo es una introducción suficiente para avanzar al siguiente elemento: el inductor. Ya con la siguiente publicación terminamos con los elementos pasivos y podemos tocar otros temas, la verdad aún no mehe decidido de que hablar porque también estoy pensando en escribir un post para el primer proyecto del lab porque sinceramente mucha teoría y nada de práctica es muy aburrido. Pero bueno, no hay prisa y ahí iremos avanzando.
Les adelanto que antier terminé un proyecto personal que me había planteado hace unos días, el cual era construir un Home Theater 5.1. Pretendo que sea otro futuro proyecto para el lab. La verdad me quedó bastante bien (que humilde). Pero antes de poder empezar hablar más detalladamente de él tenemos que explicar algunas otras cositas más porque la idea es entender el proceso de diseño y justificar porque hacemos esto o lo otro. En fin, como dije antes, no hay prisa y ahí iremos avanzando para realizar proyectos cada vez más ambiciosos.
Les adelanto que antier terminé un proyecto personal que me había planteado hace unos días, el cual era construir un Home Theater 5.1. Pretendo que sea otro futuro proyecto para el lab. La verdad me quedó bastante bien (que humilde). Pero antes de poder empezar hablar más detalladamente de él tenemos que explicar algunas otras cositas más porque la idea es entender el proceso de diseño y justificar porque hacemos esto o lo otro. En fin, como dije antes, no hay prisa y ahí iremos avanzando para realizar proyectos cada vez más ambiciosos.
No hay comentarios:
Publicar un comentario