Fundamentos del Capacitor: Funcionamiento, Unidades y Aplicaciones

¿Qué es un capacitor o condensador eléctrico?

El capacitor, también llamado condensador eléctrico, es un dispositivo pasivo utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentada en un campo eléctrico.

Estructura y funcionamiento

Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de lámina o placas. Al ser sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica: positiva en una de las placas y negativa en la otra.

En la práctica, un capacitor se comporta como un elemento capaz de almacenar energía eléctrica durante el período de carga, la cual cederá posteriormente en el período de descarga. La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre ambas, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad.

Unidades de medida

La unidad de capacidad es el faradio (F), la cual es muy grande para aplicaciones prácticas, por lo que se utilizan submúltiplos:

• 1 µF = 10⁻⁶ F (microfaradio)
• 1 nF = 10⁻⁹ F (nanofaradio)
• 1 pF = 10⁻¹² F (picofaradio)

El faradio se define como la capacidad de un condensador en el que, al someter sus armaduras a una diferencia de potencial de 1 V, estas adquieren una carga eléctrica de 1 C.

Cálculo de la capacitancia

El valor de la capacidad de un condensador se define mediante la siguiente fórmula:

C = Q / (V₁ - V₂)

• C: Capacitancia o capacidad.
• Q: Carga eléctrica almacenada en la placa.
• V₁ - V₂: Diferencia de potencial entre las placas.

Nota: Algunos capacitores modernos utilizan carbón activado para conseguir una gran área relativa y una separación molecular entre placas, logrando capacidades de cientos o miles de faradios.

Aspectos constructivos

Existen diversas formas de construir un capacitor según el material dieléctrico utilizado:

• Placas paralelas: Generalmente de aluminio separadas por aire.
• Cerámicos: Utilizan materiales cerámicos como dieléctrico.
• Poliéster y papel: Materiales aislantes comunes en su fabricación.
• Electrolíticos: Utilizan como dieléctrico una capa de óxido de aluminio obtenida por medio de la electrólisis.

Asociación de capacitores

Los capacitores se pueden conectar en paralelo o en serie. Sus fórmulas son inversas a las utilizadas en las resistencias:

Conexión en paralelo

Cₜ = C₁ + C₂ + ...

Conexión en serie

Cₜ = (C₁ × C₂) / (C₁ + C₂)

Recuerda: Todos los capacitores tienen marcado su valor de capacidad y voltaje nominal para su correcta identificación.