¿Qué es un microfaradio?
El microfaradio — simbolizado como µF utilizando el símbolo griego mu — es una unidad de capacitancia, equivalente a 0.000001 o 10-6 faradio (F). El microfaradio es una unidad moderada de capacitancia. En los circuitos de corriente alterna (CA) y de audiofrecuencia, son comunes los condensadores con valores del orden de 1 µF o más.
En el campo de la electrónica, la capacitancia es la capacidad de un componente para recoger y almacenar energía en forma de carga eléctrica. Los componentes utilizados para dicho almacenamiento de energía se denominan capacitores. Los capacitores suelen denominarse condensadores en los circuitos de aviación, náutica y automoción.
¿Cómo funcionan los capacitores?
La capacidad de un capacitor para almacenar energía es similar a la de una batería. Sin embargo, un capacitor puede cargar y descargar su energía almacenada más rápidamente que una batería y suele almacenar cantidades de energía mucho menores que ésta.
Un capacitor está formado fundamentalmente por dos placas metálicas separadas por aire u otro material dieléctrico o aislante. Se forma una carga eléctrica cuando se aplica un voltaje entre las dos placas de un capacitor. El capacitor retendrá esta carga hasta que el circuito circundante necesite la energía.
El tamaño de las placas metálicas, la distancia entre las placas y el material dieléctrico entre ellas determinan la capacitancia de un capacitor. Estos factores dan lugar a innumerables formas, tamaños y capacidades de capacitor diferentes para usos y aplicaciones variados.
Los capacitores se suelen utilizar para bloquear la corriente continua (CC) y permitir el paso de la alterna (CA). Por ello, son componentes habituales allí donde hay que dar forma o manipular señales eléctricas, como las fuentes de alimentación, donde la CA se convierte en CC, y los circuitos de radio, donde las señales de radiofrecuencia deben aislarse mediante sintonización.
¿Para qué sirve un microfaradio?
Los capacitores diseñados en la escala de microfaradios se utilizan en circuitos que funcionan a frecuencias relativamente bajas, como fuentes de alimentación y circuitos que manejan señales en la gama de audiofrecuencia. Los circuitos que funcionan a frecuencias más altas, como las radiofrecuencias, utilizan capacitores mucho más pequeños, con capacidades de picofaradios o inferiores.
Los circuitos que funcionan a frecuencias más bajas o que deben suministrar cantidades significativas de energía para tareas industriales, como suministrar energía para arrancar un motor, manejan grandes voltajes. Soportan miles de microfaradios, a veces acercándose a 1 milifaradio.
¿En qué se diferencia un microfaradio de un faradio?
La medida base del faradio debe su nombre al físico inglés del siglo XIX Michael Faraday. La noción científica de carga eléctrica se basa en el concepto de culombio (C), que es la cantidad de electricidad que puede transportar 1 amperio (A) de corriente en 1 segundo (s). Un culombio se expresa mediante la siguiente fórmula:
C = A*s
Un faradio se define generalmente como la capacidad de un dispositivo para almacenar 1 culombio por voltio (V). Un faradio se expresa mediante las dos fórmulas siguientes:
F = C/V
o
(A*s)/V
En la práctica, un faradio representa una cantidad significativa de capacitancia, y los capacitores construidos para almacenar faradios de carga pueden ser demasiado grandes y poco manejables para su uso en circuitos electrónicos modernos. Los circuitos electrónicos requieren una pequeña fracción de faradio, y los condensadores suelen ser componentes diminutos diseñados y construidos para almacenar cantidades minúsculas de energía.
Por eso son importantes los microfaradios. Un microfaradio es la millonésima parte de un faradio. Se necesitarían 1 millón de condensadores, cada uno con 1 microfaradio, para almacenar la energía equivalente a 1 faradio.
¿Cuál es la diferencia entre microfaradio, nanofaradio y picofaradio?
La cantidad de capacitancia necesaria para la mayoría de los circuitos electrónicos modernos es extremadamente pequeña. Mientras que un microfaradio proporciona 0.000001 faradio de capacitancia, se emplean medidas de capacitancia mucho más pequeñas para circuitos más delicados que funcionan a frecuencias mucho más altas.
Entre ellos se incluyen los siguientes:
- Nanofaradio (nF) — 0.000000001 o una mil millonésima parte o 10-9 faradio.
- Picofaradio (pF) — 0.000000000001 o una billonésima parte o 10-12 faradio.
Existen capacitores mucho más pequeños que la escala de picofaradios. Sin embargo, rara vez son prácticos porque no se distinguen de la capacitancia natural o parásita presente en los circuitos impresos utilizados para construir los dispositivos electrónicos modernos. Estos dispositivos se medirían en la escala de los femtofaradios (10-15 faradios) y son más teóricos que prácticos. Sin embargo, incluso las capacitancias más pequeñas pueden medirse con precisión en el rango de los attofaradios (10-18 faradios).
¿Cómo se convierte un microfaradio a otra unidad de capacitancia?
La métrica de la capacitancia utiliza una escala lineal con designaciones sencillas basadas en potencias de 10. A continuación se muestra una tabla con varias unidades de capacitancia y sus equivalentes en faradios.
| Unidad de capacitancia | Equivalente en faradio |
|---|---|
| 1 gigafaradio (GF) | 1 000 000 000 (109) faradios |
| 1 megafaradio (MF) | 1 000 000 (106) faradios |
| 1 kilofaradio (kF) | 1 000 (103) faradio |
| 1 faradio (F) | 1.0 faradio |
| 1 milifaradio (mF) | 0.001 (10-3) faradio |
| 1 microfaradio (µF) | 0.000001 (10-6) faradio |
| 1 nanofaradio (nF) | 0.000000001 (10-9) faradio |
| 1 picofaradio (pF) | 0,000000000001 (10-12) faradio |
| 1 femtofaradio (fF) | 0.000000000000001 (10-15) faradio |
| 1 attofaradio (aF) | 0.000000000000000001 (10-18) faradio |
Los capacitores de mayor capacidad, también llamados supercapacitores, son dispositivos que proporcionan más de 1 faradio. Los capacitores más grandes no se utilizan en circuitos electrónicos delicados. En cambio, sustituyen a las baterías cuando hay que suministrar grandes cantidades de energía rápidamente, como en el arranque de un motor. También se utilizan para accionar dispositivos industriales de alta energía.
La conversión entre unidades de capacitancia es cuestión de mover el punto decimal en la dirección adecuada. Por ejemplo, un nanofaradio es una unidad de medida más pequeña que un microfaradio. Para convertir 1 microfaradio en nanofaradio hay que desplazar el decimal tres posiciones a la derecha, lo que equivale a multiplicar por 1000:
1 µF = 1000 nF
Por el contrario, expresar un capacitor en una unidad de medida mayor implica desplazar el decimal hacia la izquierda. Por ejemplo, para expresar un capacitor de 1 µF en milifaradios habría que desplazar el decimal tres posiciones a la izquierda, o multiplicar por 0.001:
1 µF = 0.001 mF
Existen numerosas tablas y calculadoras de conversión en Internet que pueden ayudar a simplificar el proceso de conversión entre varias unidades de capacidad.