Existen numerosos tipos de condensadores eléctricos que se utilizan en diferentes equipos electrónicos con diversas funciones y aplicaciones. Los condensadores varían de pequeños a grandes, y cada uno tiene sus propias características que los hacen únicos.
Por ejemplo, algunos condensadores son pequeños y delicados, como los que se encuentran en los circuitos de radio. Por otro lado, los condensadores pueden ser bastante grandes, como los que se encuentran en los circuitos de suavizado.
Cada tipo de condensador tiene sus propias ventajas y desventajas que se pueden usar en diferentes aplicaciones.
No importa qué tipo de condensador se use, todos juegan un papel integral en los circuitos electrónicos. Echemos un vistazo más en profundidad a muchos de los tipos de condensadores más comunes disponibles actualmente.
¿Cuántos Tipos de Capacitadores Existen y Cuáles son?
Las comparaciones entre los diferentes tipos de capacitores generalmente se hacen con respecto al dieléctrico utilizado entre las placas. Algunos condensadores parecen tubos, los condensadores pequeños a menudo se construyen con materiales cerámicos y luego se sumergen en una resina epoxi para sellarlos.
La clasificación de los condensadores es numerosa. Entre los Tipos de Condensadores más comunes tenemos:
- Condensador de Película
- Condensador de Papel
- Condensador de Cerámica
- Condensador Electrolítico
- Supercondensador
- Condensador de Mica
- Condensador Variable
1. Condensador de Película
Los condensadores de película son los tipos de condensadores más comunes que existen y que pertenece en una familia relativamente grande de condensadores. La principal diferencia entre los condensadores de película y de otras formas de condensadores son sus propiedades dieléctricas. Los cuales se mencionan a continuación:
- Poliéster (Mylar)
- Poliestireno
- Polipropileno
- Policarbonato
- Papel metalizado
- Teflón
Están disponibles en casi cualquier valor y tensiones de hasta 1500 voltios y vienen en cualquier tolerancia de 10% a 0.01%.
Los capacitores tipo película están disponibles en rangos de capacitancia desde 5pF hasta 100uF, dependiendo del tipo de capacitor y su clasificación de voltaje.
Los condensadores de película también vienen en una variedad de formas y estilos de cajas (carcasas):
- Caja de epoxi (rectangular y redonda): el condensador está encerrado dentro de una carcasa de plástico moldeada que luego se llena con epoxi.
- Envuelto con cinta (ovalado y redondo): se usa cinta de plástico para envolver firmemente el condensador, y los extremos están sellados con epoxi.
- Metal sellado herméticamente (rectangular y redonda): el condensador está encerrado dentro de una lata o tubo de metal y sellado con epoxi.
Hay dos tipos de condensadores de película, tipo de cable radial y tipo de cable axial.
Los condensadores de película con dieléctricos compuestos de teflón, poliestireno y policarbonato a veces se denominan «condensadores de plástico». Los condensadores de película plástica comparten una construcción similar a la de los condensadores de película de papel. La principal diferencia entre los dos es que uno usa papel mientras que el otro usa plástico.
Estos tipos de película necesitan una película dieléctrica mucho más gruesa para disminuir el peligro de roturas en la película y, por lo tanto, son más adecuados para valores de capacitancia más bajos.
Los condensadores de película son físicamente más grandes y más caros, no están polarizados, por lo que pueden usarse en aplicaciones de voltaje de CA y tienen parámetros eléctricos mucho más estables.
2. Condensador de Papel
El condensador de papel es un condensador que utiliza una lamina de papel como el dieléctrico para almacenar su carga eléctrica. Se compone de láminas de aluminio y láminas de papel. La lamina de papel se encuentra entre las laminas de aluminio y está cubierta con aceite o cera para protegerla del ambiente externo dañino.
A comparación con el condensador de plástico. En el condensador de papel, la lamina de papel se usa como dieléctrico en lugar del plástico.
Tienen un rango de capacitancia de 500 pF a 50 µF y un alto voltaje de trabajo, por lo tanto, se usan principalmente en equipos de alto voltaje.
La desventaja de los condensadores de papel es que tienen altas tasas de fuga, lo que los hace inadecuados para el acoplamiento de CA, y sus tolerancias no son mejores del 10% al 20%, lo que los hace inadecuados para circuitos de temporización de precisión.
3. Condensadores de Cerámica
Los condensadores de cerámica también se denominan «Condensadores de disco». Los condensadores de cerámica se utilizan en circuitos de alta frecuencia. También son la mejor opción para la compensación de alta frecuencia en circuitos de audio.
Un condensador cerámico está construido con dos o más capas alternas de cerámica y una de metal (plata), luego estas capas se apilan para formar un condensador. Aquí la cerámica actúa como dieléctrico y el metal actúa como electrodo.
Estos condensadores cerámicos son condensadores de tipo fijo no polarizados. En general, el comportamiento eléctrico del material cerámico se puede dividir en dos clases relacionadas con su estabilidad. Los cuales son:
- Clase 1: condensadores cerámicos con alta estabilidad y bajas pérdidas para compensar la influencia de la temperatura en aplicaciones de circuitos resonantes.
- Clase 2: estos tipos de condensadores ofrecen una alta eficiencia volumétrica para aplicaciones de buffer bypass y acoplamiento.
Los condensadores de cerámica tienen una constante dieléctrica alta y están disponibles para que se puedan obtener capacitancias relativamente altas en un tamaño físico pequeño.
Los condensadores de cerámica tienen valores que van desde unos pocos picofaradios a uno o dos microfaradios (μF), pero sus valores nominales de voltaje son generalmente bastantes bajos.
Los condensadores de cerámica son económicas de fabricar y vienen con varios tipos de dieléctricos. La tolerancia de la cerámica no es excelente, pero por su papel en la vida, funcionan bien.
Los tipos de condensadores de cerámica generalmente tienen un código de 3 dígitos impreso en su cuerpo para identificar su valor de capacitancia en pico-faradios (pF). En general, los dos primeros dígitos indican el valor de los condensadores y el tercer dígito indica el número de ceros que se agregarán. Por ejemplo, un condensador de disco de cerámica con las marcas 103 indicaría 10 y 3 ceros en pico-faradios, lo que equivale a 10,000 pF o 10nF.
Entonces, en la imagen del condensador de cerámica de arriba, los números 224 indican 22 y 4 ceros en pico-faradios, lo que equivale a 220,000 pF o 220nF o 0.22μF. Los códigos de letras a veces se usan para indicar su valor de tolerancia, como: J = 5%, K = 10% o M = 20%, etc.
4. Condensador electrolítico
Los condensadores electrolíticos o capacitores electrolíticos se usan generalmente cuando se requieren valores de capacitancia muy grandes. Aquí, en lugar de usar una capa de película metálica muy delgada para uno de los electrodos, se usa una solución de electrolito semilíquido en forma de gelatina o pasta que sirve como segundo electrodo (generalmente el cátodo).
La mayoría de los tipos de condensadores electrolíticos están polarizados, es decir, el voltaje de CC aplicado a los terminales del condensador debe tener la polaridad correcta, es decir, positivo al terminal positivo y negativo al terminal negativo, ya que una polarización incorrecta romperá la capa de óxido aislante y puede causar daños permanentes.
Todos los condensadores electrolíticos polarizados tienen su polaridad claramente marcada con un signo negativo para indicar el terminal negativo y se debe seguir esta polaridad.
Los condensadores electrolíticos se usan generalmente en circuitos de alimentación directa (CC). Estos también se utilizan en las aplicaciones de acoplamiento y desacoplamiento para reducir el voltaje de ondulación, debido a sus grandes valores de capacitancia y su pequeño tamaño.
Los electrolíticos generalmente vienen en tres formas básicas:
- Condensadores electrolíticos de aluminio: aquí el aluminio actúa como su dieléctrico.
- Condensadores electrolíticos de tantalio: aquí el pentóxido de tantalio actúa como su dieléctrico.
- Condensadores electrolíticos de niobio: aquí el pentóxido de niobio actúa como su dieléctrico
Por lo general, la permitividad del pentóxido de tantalio es casi tres veces mayor que la permitividad del dióxido de aluminio, pero esta permitividad solo determina las dimensiones. Generalmente se utilizan tres tipos de electrolitos. Y son los siguientes:
- No sólido (húmedo o líquido): estos condensadores tienen una conductividad de casi 10 ms/cm y están disponibles a bajo costo.
- Óxido de manganeso sólido: estos condensadores tienen una conductividad de casi 100 ms/cm y también tienen una alta calidad y estabilidad.
- Polímero conductivo sólido: este tipo de condensadores tienen una conductividad de aproximadamente 10000 ms/cm y también los valores ESR es de <10 mΩ.
5. Supercondensador
Los supercondensadores con niveles de capacitancia de un Faradio o más ahora se están volviendo más comunes. Estos supercondensadores se usan generalmente para aplicaciones como retención de memoria y similares.
Estos condensadores están hechos con un delgado separador de electrolitos que está flanqueado con iones de carbón activado.
Son demasiado grandes para usar en la mayoría de los circuitos y su respuesta de frecuencia es limitada, pero son condensadores de retención ideal, ya que pueden proporcionar corriente y voltaje residual para retener la memoria durante los períodos en que se puede quitar la energía.
El valor de capacitancia de un supercondensador es muy alto y está en el orden de mili faradios con rangos de voltaje de 2.3V a 2.75V.
Los supercondensadores se clasifican en tres tipos según su diseño de electrodo.
- Condensadores de doble capa: estos condensadores tienen electrodos de carbono o sus derivados.
- Pseudocondensadores: estos condensadores tienen óxido de metal.
- Condensadores híbridos: estos condensadores tienen electrodos asimétricos.
Los supercondensadores se utilizan principalmente en las aplicaciones, donde se necesita un número muy alto de ciclos de carga / descarga, donde se requiere una larga vida útil y donde se necesita una gran cantidad de energía en poco tiempo. El rango de aplicaciones típicas de los supercondensadores son desde una corriente de miliamperios y milivatios de potencia con una duración de pocos minutos hasta varios amperios de corriente y varios kilovatios de potencia en un período más corto.
Estos supercondensadores se utilizan generalmente como fuente de energía temporal, como reemplazo de baterías.
6. Condensador de mica plateada
Los condensadores de mica hoy en día se le llama condensadores de mica plateada. Estos condensadores se fabrican al depositar una fina capa de plata sobre un material de mica que es utilizado como dieléctrico.
La razón para el uso de condensadores de mica plateada es su alto rendimiento en comparación con cualquier otro tipo de condensadores.
Los condensadores de mica plateada se pueden obtener con una tolerancia de +/- 1%. Esto es mucho mejor que cualquier otro tipo de condensador que esté disponible en el mercado actual.
El coeficiente de temperatura de los condensadores de mica plateada es mucho mejor que otros tipos de condensadores. Y este valor es positivo y normalmente oscila de 35 a 75 ppm/C, con un valor promedio de +50 ppm/C.
Los valores de capacitancia para condensadores de mica de plata están normalmente en el rango entre unos pocos pico-faradios a 3300 pico-faradios.
Los condensadores de mica plateada tienen niveles muy altos de Q y también tienen pequeños factores de potencia. Los condensadores de mica plateada tienen un rango de voltaje entre 100 a 1000 voltios, aunque algunos condensadores tienen una clasificación de hasta 10 kV para aplicaciones de transmisor de RF. También se usan en otras aplicaciones de alto voltaje, debido a su alto voltaje de ruptura.
7. Condensadores Variables
Los condensadores variables se consideran pertenecientes al «tipo variable» de condensadores en los que se necesita una variación continua de capacitancia para sintonizar radios de transistores, transmisores y receptores.
El valor de capacitancia se determina en última instancia por la posición de las placas móviles en relación con las placas fijas. Típicamente, cuando los dos conjuntos de placas se combinan completamente, el valor de capacitancia estará al máximo. Los condensadores que tienen altos voltajes tienen espacios de aire o espacios relativamente grandes entre las placas.
Este tipo de condensadores se utilizan para establecer la frecuencia de resonancia en los circuitos LC, por ejemplo, para ajustar la radio para la coincidencia de impedancia en dispositivos sintonizadores de antena.
Además de los condensadores de tipo variable, también existen condensadores variables de tipo predefinido llamados Trimmers. Los trimmers suelen ser pequeños y se pueden preajustar o ajustar a un valor de capacitancia específico con el uso de un destornillador. La mayoría de los trimmers solo tienen una pequeña capacitancia de 500pF (o menos) y no están polarizadas.
Clasificación de los Condensadores
Los condensadores se clasifican de la siguiente forma:
Condensadores No Polarizados
- Condensadores de Película
- Metalizado
- Película/Lámina
- Condensadores Cerámicos
Condensadores Polarizados
- Supercondensadores
- Condensadores de Doble Capa
- Pseudocondensadores
- Condensadores Híbridos
- Condensadores Electrolíticos
- Condensadores de Aluminio
- Condensadores de Niobio
- Condensadores de Tantalio
Aplicaciones de un Condensador
La figura anterior muestra la clasificación del condensador. Todos los condensadores tienen su propia capacitancia, valores de resistencia interna y su idoneidad para una aplicación particular. Los aspectos fundamentales de cada uno de estos condensadores deben cubrirse en profundidad a nivel UG.
El condensador es un dispositivo de almacenamiento de energía que puede almacenar energía en forma de cargas eléctricas y liberarla cuando lo requiera el circuito. Se usa ampliamente en circuitos electrónicos para realizar una variedad de tareas, como suavizado, filtrado, derivación, etc. Un tipo de condensador nunca es adecuado para todas las aplicaciones. Los condensadores cerámicos son generalmente mejores que otros tipos y, por lo tanto, se utilizan en muchas aplicaciones. Algunas de las aplicaciones típicas de los condensadores en sistemas eléctricos y electrónicos son:
- Condensador de bloqueo de CC: En esta aplicación, el capacitor bloquea el paso de la corriente continua (después de estar completamente cargado) y, sin embargo, permite que la CA pase en cierta parte de un circuito.
- Condensador de Filtro: Los condensadores son el componente más importante de los filtros. Hay varios tipos de filtros que se utilizan en circuitos electrónicos. Dado que la reactancia del condensador es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo tanto, puede usarse para aumentar o disminuir la impedancia del circuito a ciertas frecuencias y, por lo tanto, cumple la función de filtrado de señales.
- Condensador como Fuente de Energía: Los condensadores se utilizan como unidad de carga y la energía almacenada se utiliza para el encendido y la activación.
- Condensador de Paso: La reactancia del condensador depende de la frecuencia y, por lo tanto, en ciertas aplicaciones se usa en paralelo con otros componentes para derivarlo a una frecuencia específica.
- Condensador de Acoplamiento: En los circuitos electrónicos es común utilizar un condensador para pasar la señal de una etapa a otra.
- Condensador de Desacoplamiento: En la lógica electrónica de alta velocidad, la conmutación provoca una disminución de la corriente. Da como resultado una perturbación en los valores lógicos debido al cambio en el nivel de voltaje. El condensador de desacoplamiento está conectado cerca de la salida del CI y proporciona la corriente adicional necesaria y, por lo tanto, minimiza las perturbaciones en la señal lógica.
- Condensador Snubber: En relés y dispositivos de conmutación electrónicos de potencia, las cargas de alta inductancia podrían inducir voltaje en los contactos y dañar el dispositivo. El condensador Snubber se utiliza para limitar el voltaje transitorio de alto voltaje en dichos circuitos.