Aplicaciones de los condensadores
Los condensadores utilizados para suprimir frecuencias indeseables se denominan a veces condensadores de filtro. Son comunes en los equipos eléctricos y electrónicos, y abarcan una serie de aplicaciones, como:
- Eliminación de fallos en los raíles de alimentación de corriente continua (CC)
- Eliminación de interferencias de radiofrecuencia (RFI) para las líneas de señal o de alimentación que entran o salen de los equipos
- Condensadores utilizados después de un regulador de tensión para suavizar aún más las fuentes de alimentación de CC
- Condensadores utilizados en filtros de audio, de frecuencia intermedia (FI) o de radiofrecuencia (RF) (por ejemplo.p. ej., paso bajo, paso alto, muesca, etc.)
- Supresión de arco, como a través del interruptor de contacto o «puntos» en un motor de encendido por chispa
- Los condensadores de línea a neutro son retardantes de la llama, y en Europa se requiere que utilicen dieléctricos de clase X.
- Línea o neutro a tierra: Deben ser retardantes de la llama; además, el dieléctrico debe ser autorreparable y fusible. En Europa son condensadores de clase Y.
Acoplamiento de señalesEditar
Debido a que los condensadores pasan la CA pero bloquean las señales de CC (cuando se cargan hasta la tensión de CC aplicada), suelen utilizarse para separar los componentes de CA y CC de una señal. Este método se conoce como acoplamiento de CA o «acoplamiento capacitivo». En este caso, se emplea un gran valor de capacitancia, cuyo valor no necesita ser controlado con precisión, pero cuya reactancia es pequeña a la frecuencia de la señal.
DesacopleEditar
Un condensador de desacoplamiento es un condensador utilizado para desacoplar una parte de un circuito de otra. El ruido causado por otros elementos del circuito se desvía a través del condensador, reduciendo el efecto que tienen en el resto del circuito. Un nombre alternativo es condensador de derivación, ya que se utiliza para derivar la fuente de alimentación u otro componente de alta impedancia de un circuito.
Filtros de paso alto y paso bajoEditar
Un filtro de paso alto (HPF) es un filtro electrónico que pasa señales con una frecuencia superior a una determinada frecuencia de corte y atenúa las señales con frecuencias inferiores a la frecuencia de corte. La cantidad de atenuación para cada frecuencia depende del diseño del filtro. Un filtro de paso alto suele modelarse como un sistema lineal invariable en el tiempo. A veces se denomina filtro de paso bajo o filtro de paso bajo. Los filtros de paso alto tienen muchos usos, como bloquear la corriente continua de los circuitos sensibles a las tensiones medias distintas de cero o de los dispositivos de radiofrecuencia. También pueden utilizarse junto con un filtro de paso bajo para producir un filtro de paso de banda.
Un filtro de paso bajo (LPF) es un filtro que pasa señales con una frecuencia inferior a una frecuencia de corte seleccionada y atenúa señales con frecuencias superiores a la frecuencia de corte. La respuesta en frecuencia exacta del filtro depende del diseño del mismo. El filtro se denomina a veces filtro de corte alto, o ]] en aplicaciones de audio. Un filtro de paso bajo es el complemento de un filtro de paso alto.
Filtros de ruido y snubbersEditar
Cuando se abre un circuito inductivo, la corriente a través de la inductancia se colapsa rápidamente, creando una gran tensión a través del circuito abierto del interruptor o relé. Si la inductancia es lo suficientemente grande, la energía generará una chispa eléctrica, haciendo que los puntos de contacto se oxiden, se deterioren o, a veces, se suelden, o destruyendo un interruptor de estado sólido. Un condensador de amortiguación a través del circuito recién abierto crea una vía para que este impulso evite los puntos de contacto, preservando así su vida útil; estos se encontraban comúnmente en los sistemas de ignición con interruptor de contacto, por ejemplo. Del mismo modo, en circuitos de menor escala, la chispa puede no ser suficiente para dañar el interruptor, pero aún así irradiará interferencias de radiofrecuencia (RFI) indeseables, que un condensador de filtro absorbe. Los condensadores de amortiguación suelen emplearse con una resistencia de bajo valor en serie, para disipar la energía y minimizar la RFI. Tales combinaciones de resistencia-condensador están disponibles en un solo paquete.
Los condensadores también se utilizan en paralelo para interrumpir las unidades de un disyuntor de alta tensión con el fin de distribuir equitativamente la tensión entre estas unidades. En este caso se denominan condensadores de gradación.
En los diagramas esquemáticos, un condensador utilizado principalmente para el almacenamiento de carga de CC se suele dibujar verticalmente en los diagramas de circuito con la placa inferior, más negativa, dibujada como un arco. La placa recta indica el terminal positivo del dispositivo, si está polarizado (véase condensador electrolítico).
Supresión de motores de CCEditar
Los condensadores de disco cerámico suelen utilizarse en circuitos de amortiguación para motores de baja tensión por su baja inductancia y su bajo coste.
Filtrado de fuentes de alimentación en modo conmutadoEditar
A menudo se requieren electrolíticos de baja ESR (resistencia en serie equivalente) para manejar la alta corriente de ondulación.
Filtrado de redEditar
Los condensadores de filtro de red suelen ser del tipo de película plástica enrollada encapsulada, ya que ofrecen una alta tensión nominal a bajo coste, y pueden hacerse autorreparables y fusibles. Los condensadores de filtro de red suelen ser condensadores cerámicos de supresión de RFI/EMI. Los requisitos de seguridad adicionales para el filtrado de la red son:
Filtrado del carril de alimentaciónEditar
Los condensadores electrolíticos se utilizan normalmente debido a su alta capacidad a bajo coste y su bajo tamaño. Los no electrolíticos más pequeños pueden ponerse en paralelo con éstos para compensar el pobre rendimiento de los electrolíticos a altas frecuencias.
Los ordenadores utilizan un gran número de condensadores de filtro, lo que hace que el tamaño sea un factor importante. Los condensadores de tantalio sólido y tantalio húmedo ofrecen uno de los mejores rendimientos de CV (capacitancia/tensión) en algunos de los envases más eficientes volumétricamente disponibles. Las altas corrientes y los bajos voltajes también hacen que sea importante una baja resistencia en serie equivalente (ESR). Los condensadores de tantalio sólido ofrecen versiones de baja ESR que a menudo pueden cumplir los requisitos de ESR, pero no son la opción de ESR más baja entre todos los condensadores. Los tántalos sólidos tienen un problema adicional que debe abordarse durante la etapa de diseño. Los condensadores de tantalio sólido deben reducirse en tensión en todas las aplicaciones. Se recomienda una reducción de la tensión del 50% y se acepta generalmente como norma de la industria; por ejemplo, un condensador de tantalio sólido de 50 V nunca debe exponerse a una tensión de aplicación real superior a 25 V. Los condensadores de tantalio sólido son componentes muy fiables si se tiene el cuidado adecuado y se siguen cuidadosamente todas las directrices de diseño. Lamentablemente, el mecanismo de fallo de un condensador de tantalio sólido es un cortocircuito que dará lugar a un violento estallido y a la formación de humo en una placa de circuito impreso, capaz de dañar otros componentes cercanos, así como de destruir completamente el condensador. Afortunadamente, la mayoría de los fallos de los condensadores de tántalo sólido serán inmediatos y muy evidentes. Una vez en la aplicación, el rendimiento del condensador de tantalio sólido mejorará con el tiempo y las posibilidades de un fallo debido a la mala fabricación de los componentes disminuyen. Los tántalos húmedos son un tipo de condensador electrolítico que utiliza una pastilla de tántalo en un material electrolítico sellado en un paquete hermético. Este tipo de condensador de tantalio no requiere la misma reducción de potencia que un tantalio sólido y su mecanismo de fallo es abierto. Se recomienda una curva de reducción de voltaje de entre el 10% y el 20% para los tántalos húmedos cuando funcionan entre 85C y 125C. Los tántalos húmedos no suelen denominarse simplemente «electrolíticos» porque normalmente «electrolítico» se refiere a los electrolíticos de aluminio.