¿Cuáles son las aplicaciones de los condensadores?
Los condensadores se encuentran en casi todos los dispositivos electrónicos y sirven para varias aplicaciones esenciales en el diseño de circuitos. Los capacitores brindan opciones de filtros flexibles, reducción de ruido, almacenamiento de energía y capacidades de detección para diseñadores, entre otros usos.
En esta guía, echamos un vistazo a la variedad de usos de condensadores en productos y equipos electrónicos.
¿Para qué se utilizan los condensadores?
Combinados con resistencias, los condensadores se utilizan a menudo como el elemento principal de los filtros selectivos de frecuencia. Los diseños y topologías de filtros disponibles son numerosos. Estos se pueden adaptar para la frecuencia y el rendimiento seleccionando los valores y la calidad adecuados de los componentes. Los tipos de diseños de filtros incluyen:
- Filtro de paso alto
- Filtro de paso bajo
- Filtro de paso de banda
- Filtro de parada de banda
- Filtro de muesca
- Filtro de paso todo
- Filtro de ecualización
Condensadores de desacoplamiento y by-pass
Los condensadores desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la electrónica digital al proteger los microchips sensibles del ruido en la señal de potencia. Este ruido puede provocar comportamientos anormales. Los condensadores utilizados en esta aplicación se denominan condensadores de desacoplamiento. Estos condensadores deben colocarse cerca de cada microchip para que sean efectivos porque las trazas del circuito actúan como antenas y captan el ruido del entorno circundante. Los condensadores de desacoplamiento y derivación también se utilizan en cualquier área de un circuito para reducir el impacto general del ruido eléctrico.
Condensadores de acoplamiento o bloqueo de CC
Los condensadores pueden pasar señales de CA mientras bloquean CC y se pueden usar para separar los componentes de CA y CC de una señal. No es necesario que el valor del condensador sea preciso o exacto para el acoplamiento. Sin embargo, debería ser un valor alto, ya que la reactancia del condensador impulsa el rendimiento en aplicaciones de acoplamiento.
Condensadores amortiguadores
En circuitos donde se impulsa una carga de alta inductancia, como un motor o un transformador, pueden ocurrir grandes picos de potencia transitorios cuando la energía almacenada en la carga inductiva se descarga repentinamente. Esta descarga puede dañar componentes y contactos.
La aplicación de un capacitor puede limitar, o reducir, el pico de voltaje en el circuito, haciendo que la operación sea más segura y el circuito más confiable. El uso de una técnica de desaire en circuitos de baja potencia evita que los picos creen interferencia de radiofrecuencia. Esta interferencia genera un comportamiento anómalo en los circuitos y dificulta la obtención de la certificación y aprobación del producto.
Condensadores de potencia pulsada
Los condensadores son baterías pequeñas que ofrecen capacidades únicas de almacenamiento de energía más allá de las baterías de reacción química. Cuando se requiere mucha energía en un corto período de tiempo, los condensadores grandes y los bancos de condensadores son una opción superior para muchas aplicaciones. Los bancos de condensadores almacenan energía para aplicaciones como láseres pulsados, radares, aceleradores de partículas y pistolas de riel. Una aplicación común del condensador de potencia pulsada es el flash de las cámaras desechables, que se carga y luego se descarga rápidamente a través del flash, proporcionando un gran pulso de corriente.
Aplicaciones de circuitos resonantes o sintonizados
Si bien las resistencias, los condensadores y los inductores hacen filtros, ciertas combinaciones pueden dar como resultado que la resonancia amplifique la señal de entrada. Estos circuitos amplifican señales a la frecuencia de resonancia, crean un alto voltaje a partir de entradas de bajo voltaje y se utilizan como osciladores y filtros sintonizados. En los circuitos resonantes, se debe tener cuidado de seleccionar componentes que puedan sobrevivir a los voltajes que cada componente ve a través de ellos, o fallará rápidamente.
Aplicación de detección capacitiva
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 durante décadas en diversas aplicaciones para posiciones, humedad, nivel de fluido, control de calidad de fabricación y aceleración. La detección capacitiva funciona detectando un cambio en la capacitancia del entorno local a través de un cambio en el dieléctrico: un cambio en la distancia entre las placas del capacitor, o un cambio en el área de un condensador.
Seguridad del condensador
Como componentes de almacenamiento de energía, los condensadores pueden almacenar cantidades peligrosas de energía. Este alto nivel de energía puede causar descargas eléctricas fatales y dañar el equipo incluso cuando un condensador se desconecta de la energía durante un período de tiempo considerable. Por esta razón, siempre es una buena idea descargar los condensadores antes de trabajar en equipos eléctricos.
Los condensadores electrolíticos son propensos a fallar violentamente bajo ciertas condiciones, especialmente si se invierte el voltaje en un condensador electrolítico polarizado. Los condensadores utilizados en aplicaciones de alta potencia y alto voltaje también pueden fallar violentamente a medida que los materiales dieléctricos se descomponen y vaporizan.