EL CONDENSADOR Básicamente, un condensador es un

EL CONDENSADOR Básicamente, un condensador es un componente utilizado para almacenar carga eléctrica.
Un condensador consiste básicamente en dos láminas metálicas llamadas armaduras, separadas por un dieléctrico, teniendo en cuenta
que la forma constructiva de éstos puede ser muy variada dependiendo del uso al que se encuentre destinado
El principio de funcionamiento de un condensador durante el proceso de carga puede resumirse de la siguiente forma:
Para la carga de un condensador, primeramente es necesario someterlo a una caída de tensión entre sus terminales.
Partiendo de que el condensador se encuentra descargado, es decir, en las armaduras hay el mismo número de cargas negativas que
positivas por lo que los efectos se contrarrestan, se tiene que, al aplicarles a sus terminales una caída de tensión, los electrones del polo
negativo de la fuente de alimentación llegan hasta la armadura (A), quedando ésta cargada negativamente. Si en la armadura (A) hay una
concentración de carga negativas, en la cara interna de la armadura (B) habrá una concentración de cargas positivas, que aparecen como
consecuencia de la atracción electrostática producida por las cargas negativas de la armadura (A). Cuando tal distribución de cargas se
produce, se puede decir que el condensador se encuentra cargado. El condensador tenderá a cargarse hasta la tensión de la fuente de
alimentación, donde la circulación de corriente sólo se producirá hasta que el condensador se encuentre cargado y, una vez suceda, no
habrá circulación de corriente en el circuito, se comportan como un circuito abierto en corriente continua. Por el contrario, sí existirá
circulación de corriente cuando la tensión de alimentación sea alterna, ya que, por la propia naturaleza de esta tensión de alimentación,
hace que se produzcan constantes cargas y descargas del condensador.
Una vez completada la carga del condensador, esta energía almacenada permanecerá en el, incluso al retirar la tensión de alimentación.
Teóricamente, la energía almacenada permanecería indefinidamente en el condensador pero, en la práctica, esto no sucede debido a las
pérdidas propias de este componente (al no ser un componente perfecto, presentará pérdidas muy diversas) y a la descarga gradual a través
del aire que, aunque sea considerado como dieléctrico, no es un dieléctrico perfecto, presentando una resistencia muy elevada, pero
suficiente como para que el condensador se descargue gradualmente a través de ella.
El condensador es un componente que no disipa energía, sólo la almacena, aunque en la práctica esto no sea exactamente así, debido a que
existen perdidas por no ser un componente perfecto o ideal, siendo esta disipación o consumo de energía mínima pero existente.
Capacidad de almacenamiento de un condensador. Unidades
La capacidad de un condensador será la relación existente entre la cantidad de electricidad en culombios, dividida entre la tensión en
voltios a la que se encuentre sometido dicho condensador. Esto es:
C = Capacidad del condensador en Faradios (F).
Q = Cantidad de carga almacenada en el condensador. En Culombios (C).
V= Tensión eléctrica a la que se encuentra sometido el condensador en Voltios (V).
La unidad de capacidad de un condensador es el faradio (F), pero como el faradio es muy grande, suelen utilizarse submúltiplos tales
como el microfaradio (uF=10-6 F), el nanofaradio (nF=10-9 F) o el picofaradio (pF=10-12 F), siendo estos los submúltiplos más utilizados.
Capacidad de un condensador plano
Las características constructivas de un condensador serán determinantes para saber qué capacidad de almacenamiento de energía eléctrica
posee dicho componente, luego, la capacidad de almacenar cargas de un condensador está íntimamente ligada con: la superficie de las
armaduras del condensador, el tipo de dieléctrico utilizado y la separación o distancia entre armaduras. Un condensador plano está
formado por dos armaduras separadas por un dieléctrico, tal y como se observa en la siguiente figura.
Se puede decir que la capacidad de dicho condensador plano vendrá dada por siguiente expresión:
C = Capacidad del condensador plano en Faradios (F).
S = Superficie activa de las armaduras en (m2).
d = Distancia entre armaduras (m).
r= Permitividad relativa del dieléctrico.
0 = Permitividad del vacío, cuyo valor es igual a 8,854 .10-12 F/m.
Si se observa la expresión anterior, se puede decir que, cuanto mayor sea la permitividad relativa del
dieléctrico (r), mayor será la capacidad del condensador también aumentará dicha capacidad al aumentar
la superficie (S) de las armaduras, sin embargo, la capacidad disminuirá cuanto mayor sea la distancia (d)
de separación entre las placas o armaduras. En la siguiente tabla, se indica la permitividad relativa (r)
Permitividad relativa "r " de algunos materiales dieléctricos.
Aire
1 PVC
3,5 Petróleo
2
Poliéster
3 Mica
6 Porcelana
2,5
Cristal
6 Mármol
8 Celuloide
4
Caucho
2,3 Papel
1,5 Baquelita
4,5
Carga del condensador (posición A de conmutador)
Curvas _ esponenciales :
Decreciente
I t  I max  e

t

Creciente

t

Vt  V  (1  e )
Inicialmente el condensador se encuentra descargado por lo que la caída de tensión inicial en el condensador es cero, la intensidad de
carga que se establece es:
Ya que Vc=0V. La intensidad de carga en el instante inicial será máxima e irá disminuyendo hasta que el condensador se encuentre
cargado, momento en el cual, dicha intensidad de carga Icg será 0.
A medida que el condensador se va cargando, la caída de tensión entre sus terminales va aumentando progresivamente, hasta que,
transcurrido un tiempo, en el cual se puede considerar que el condensador se encuentra cargado, la tensión entre sus terminales será
prácticamente igual a la de la fuente de alimentación, siendo por tanto Icg = 0A. Esto es:
Estas curvas describirían el proceso de carga de un condensador, por un lado se tiene la intensidad de carga Icg, como se ha comentado
ésta es máxima en t =0 (instante en el que comienza a cargarse el condensador), y pasa a ser igual o próxima a 0 cuando el
condensador esté cargado (en este momento, se habrá producido la carga del condensador). Análogamente, la tensión en los extremos o
terminales del condensador pasa de ser 0 voltios, esto es, Vc=0V en el instante t=0 (instante en el que comienza a cargarse el
condensador), a ser igual o próxima a la tensión de alimentación, esto es, Vc=V cuando el condensador se encuentra cargado.
Descarga del condensador (posición B de conmutador)
Una vez que el condensador se encuentra cargado, Vc=V. En este momento, se conmutará el conmutador a la posición B y, en lugar de la
fuente de alimentación, se tendrá un cortocircuito, creándose, un circuito cerrado formado por la resistencia R, y el condensador C.
El condensador se descargará ahora a través de la resistencia, originándose una corriente de descarga llamada I de, de sentido contrario a la
corriente de carga Icg. A medida que el condensador se va descargando, la cantidad de corriente que circula por el circuito va
disminuyendo al igual que la caída de tensión en el condensador Vc, hasta que se hace cero, momento en el cual se puede considerar que
el condensador se encuentra descargado. Estas variaciones tanto de corriente como de tensión pueden observarse en las gráficas:
Como se ha dicho anteriormente, la intensidad de descarga Ides es de sentido contrario a la intensidad de carga Icg, por lo tanto, a la hora de
ser representada gráficamente aparecerá con signo negativo y, en todo momento, siempre tendrá un valor igual a -Vc/R.
Al principio, la intensidad de carga/descarga era muy grande, a medida que el condensador se iba cargando/descargando dicha intensidad
disminuye hasta 0. Se puede decir que un condensador en corriente continua sólo conducirá durante el momento que tarde en
cargar/descargar, una vez se encuentre cargado/descargado no habrá circulación de corriente alguna,
Se considera que, para que un condensador se encuentre totalmente cargado o descargado (99,3%), el tiempo necesario que deberá
emplearse será de cinco veces la constante de tiempo , esto es en la práctica ya que en teoría los tiempos necesarios tanto en la carga
total como en la descarga total de un condensador serían tan grandes como infinitos. Luego un condensador podrá considerarse totalmente
cargado o descargado cuando la constante de tiempo  se repita cinco veces.
La constante de tiempo  es el tiempo que tarda el condensador en adquirir/perder el 63,2% de la carga total durante el proceso de
carga/descarga. =R·C
R = Valor de la resistencia en Ohmios.( ) C = Capacidad del condensador en Faradios (F). = Constante de tiempo en segundos (s).
Tiempo de carga o descarga total de un condensador = 5