¿Cuáles son las aplicaciones de los condensadores?

Los capacitores se encuentran en casi todos los dispositivos electrónicos y tienen una variedad de usos fundamentales en el diseño de circuitos. Los condensadores ofrecen a los diseñadores opciones de filtrado flexibles, reducción de ruido, almacenamiento de energía y capacidades de detección, entre otras cosas.

En esta guía, analizamos los diferentes usos de los condensadores en la electrónica y los dispositivos.

Colección de condensadores sobre fondo blanco.

Índice
  1. ¿Para qué sirven los condensadores?
  2. Condensadores de desacoplamiento y bypass
  3. Condensadores de acoplamiento de CC o de bloqueo de CC
  4. Condensador amortiguador
  5. Condensadores de potencia de pulso
  6. Aplicaciones de circuitos resonantes o sintonizados
  7. Aplicaciones de sensores capacitivos
  8. Seguridad del condensador

¿Para qué sirven los condensadores?

Junto con las resistencias, los condensadores se utilizan a menudo como el elemento principal de los filtros selectivos de frecuencia. Muchos diseños de filtros y topologías están disponibles. Estos se pueden sintonizar en términos de frecuencia y potencia eligiendo valores y calidades de componentes adecuados. Los tipos de diseño de filtros incluyen:

  • filtro de paso alto
  • filtro de paso bajo
  • filtro de paso de banda
  • Filtro de eliminación de banda
  • filtro de muesca
  • filtro de paso completo
  • filtro de ecualización

Condensadores de desacoplamiento y bypass

Los condensadores juegan un papel clave en el funcionamiento de la electrónica digital al proteger los microchips sensibles del ruido en las señales de potencia. Este ruido puede conducir a un comportamiento anormal. Los condensadores utilizados en esta aplicación se denominan condensadores de desacoplamiento. Estos condensadores deben colocarse cerca de cada microchip para que funcionen, ya que las pistas conductoras actúan como antenas, absorbiendo el ruido del entorno. Los condensadores de desacoplamiento y derivación también se utilizan en cada área del circuito para reducir el efecto general del ruido eléctrico.

Condensadores de acoplamiento de CC o de bloqueo de CC

Los condensadores bloquean las señales de CC-CA y se pueden usar para separar los componentes de CA y CC de la señal. Los valores de capacitancia no requieren coincidencias exactas o precisas. Sin embargo, debe ser un valor alto ya que la reactancia del capacitor impulsa la potencia en aplicaciones acopladas.

Condensador amortiguador

En los circuitos que impulsan cargas altamente inductivas, como motores o transformadores, pueden ocurrir grandes transitorios de energía cuando la energía almacenada en la carga inductiva se descarga repentinamente. Esta descarga puede dañar componentes y contactos.

El uso de capacitores puede limitar o bloquear picos de voltaje en un circuito, haciendo que la operación sea más segura y los circuitos más confiables. El uso de técnicas de almacenamiento en búfer en circuitos de baja potencia puede evitar que los picos causen una RFI no deseada. Esta interferencia puede hacer que el circuito se comporte de manera anormal, lo que dificulta la obtención de la certificación y aprobación del producto.

Condensadores de potencia de pulso

Los capacitores son baterías pequeñas con capacidades únicas de almacenamiento de energía que van más allá de las baterías químicamente reactivas. Los capacitores grandes y los bancos de capacitores son la mejor opción para muchas aplicaciones que requieren grandes cantidades de energía en poco tiempo. Los bancos de condensadores almacenan energía para aplicaciones como láseres pulsados, radares, aceleradores de partículas y cañones de riel. Una aplicación común para los condensadores de potencia pulsada es un flash de una sola cámara que se carga rápidamente y luego se descarga a través del flash para proporcionar pulsos de alta corriente.

Aplicaciones de circuitos resonantes o sintonizados

Mientras que las resistencias, los condensadores y los inductores forman filtros, ciertas combinaciones provocan resonancias para amplificar la señal de entrada. Estos circuitos amplifican las señales a la frecuencia resonante, generan altos voltajes a partir de entradas de bajo voltaje y actúan como osciladores y filtros combinados. En los circuitos resonantes, se debe tener cuidado para seleccionar componentes que puedan soportar las tensiones a las que se somete cada componente o fallarán rápidamente.

Aplicaciones de sensores capacitivos

La detección capacitiva se ha convertido recientemente en una característica común en los dispositivos electrónicos de consumo avanzados. Sin embargo, los sensores capacitivos se han utilizado en una variedad de aplicaciones como posición, humedad, nivel de líquido, control de calidad de fabricación y aceleración durante décadas. La detección capacitiva funciona al detectar cambios en la capacitancia del entorno local debido a cambios en el dieléctrico: cambios en la distancia entre las placas de un capacitor o cambios en el área del capacitor.

Seguridad del condensador

Como componentes de almacenamiento de energía, los condensadores pueden almacenar cantidades peligrosas de energía. Esta alta energía puede causar una electrocución fatal y dañar el equipo, incluso si el capacitor se desconecta de la fuente de alimentación durante un período de tiempo prolongado. Por esta razón, siempre es una buena idea descargar los condensadores antes de trabajar en equipos eléctricos.

Los capacitores electrolíticos son susceptibles a fallas catastróficas bajo ciertas condiciones, particularmente cuando el voltaje se invierte a través de los capacitores electrolíticos polarizados. Los condensadores utilizados en aplicaciones de alta potencia y alto voltaje también pueden fallar violentamente cuando el material dieléctrico colapsa y se vaporiza.

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