LOS CONDENSADORES. CONSTITUCIÓN (I)

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AMPLIACIÓN
FICHA 10
LOS CONDENSADORES. CONSTITUCIÓN (I)
Los condensadores son unos dispositivos electrónicos1 constituidos por un material dieléctrico
colocado entre dos láminas metálicas (a veces, de aluminio) a las que se ha soldado un cable.
Se representan mediante dos líneas paralelas de la misma longitud. Son no polarizados excepto
los electrolíticos, que sí lo son.
PROCEDIMIENTO
FUNCIONAMIENTO DE UN CONDENSADOR
Para entender el funcionamiento, debemos detenernos primero en qué es un material
dieléctrico y cómo se comporta cuando se le aplica cierto voltaje.
Ciertos materiales, como la celulosa, el papel parafinado o el agua, están compuestos
Símbolo del condensador.
de moléculas que, aunque tienen las mismas cargas positivas que negativas (es decir,
son eléctricamente neutras), no tienen las cargas homogéneamente repartidas.
Fíjate en la molécula de agua H2O: consta de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos mediante
un enlace covalente. En dicho enlace, los átomos de hidrógeno quedan ligeramente cargados positivamente
y el de oxígeno queda cargado negativamente; por ello, se dice que es una molécula polar.
Para estudiar el comportamiento eléctrico de las moléculas polares, puedes imaginártelas como si fueran
«cápsulas» con un lado positivo y otro negativo. A dichas cápsulas se les llama dipolos eléctricos, porque tienen
dos polos (uno positivo y otro negativo).
Molécula de agua
Dipolo eléctrico
Dieléctrico
Un material dieléctrico es aquel que está constituido por moléculas polares. Esas moléculas se están moviendo
continuamente.
FUNCIONAMIENTO INTERNO
Si entre dos planchas metálicas (que llamaremos armaduras) introducimos un material dieléctrico,
este se comportará de manera diferente en función del voltaje que haya entre ellas.
Los electrones no lo tienen fácil para pasar de una armadura a otra, ya que no están unidos por un material
buen conductor (como los metales). Si aumentamos el voltaje entre armaduras, ocurrirá lo siguiente2:
1. Los electrones salen de un polo de la pila y se dirigen hacia la armadura donde se agolpan con los allí
existentes, pero sin poder saltar a la otra armadura. No olvides que en un metal, los electrones de sus átomos
se encuentran bastante libres (los científicos dicen que en los metales hay un «mar de electrones»).
2. Esa abundancia de electrones en una armadura hace que se cargue negativamente y que atraiga a ciertos
dipolos que, gracias a su movilidad, pueden girar y alinearse.
3. Esa alineación se propaga hasta la otra armadura. Allí, el polo negativo de los dipolos causará una repulsión
en su mar de electrones. Entonces algunos de ellos saldrán, empujados por esa repulsión eléctrica, y atraídos
por el otro polo de la pila, ávido de cargas negativas.
4. Al salir repelidos de la segunda armadura, los electrones han dejado «huecos» y, por tanto, dicha armadura
quedará con cierta carga positiva.
1
La electricidad es la ciencia que estudia el movimiento de los electrones en materiales metálicos. La electrónica es la ciencia que estudia
el movimiento de los electrones en materiales no metálicos y en el vacío.
2
En esta explicación consideraremos el sentido convencional de la corriente, es decir, del polo positivo al negativo.
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AMPLIACIÓN
FICHA 10
LOS CONDENSADORES. CONSTITUCIÓN (II)
5. Llegará un momento en que, para un voltaje dado, los electrones ya no puedan salir de la pila debido a que
no tienen energía (voltaje) para superar la repulsión de todos los que han llegado anteriormente a la primera
armadura. En ese momento, ningún electrón se mueve ni de la pila ni de las armaduras. Decimos entonces que
condensador está almacenando cierta carga eléctrica.
Si no hay voltaje entre los electrodos,
los dipolos se mueven libremente.
Para el voltaje V1 se almacena
una carga Q1.
Para el voltaje V2 se almacena
una carga Q2.
La relación entre la carga que almacena un condensador y el voltaje que hay entre sus armaduras es constante,
y se llama capacidad (C). En el Sistema Internacional se mide en faradios (F).
Q
C =
V
• C: capacidad (faradios, F)
• Q: carga eléctrica (culombios, C)
• V: voltaje (voltios, V)
Por supuesto, la capacidad de los condensadores es limitada. Si tratamos de que almacenen más carga
de la máxima, aumentando el voltaje provocaremos que los electrones adquieran tanta energía
que salten de una armadura a otra, produciendo un arco eléctrico que, como sabes, supone una elevada
concentración de calor en una zona muy pequeña. El condensador se quema y se dice que ha tenido lugar
la ruptura del dieléctrico.
Carga máxima Qmáx, almacenada
por el condensador.
Ruptura del dieléctrico
debido a que se ha producido
un arco eléctrico.
Observa que en el proceso de carga de un condensador hay tránsito de electrones por los cables, es decir,
¡hay corriente eléctrica! Esta corriente podría encender un activador (bombilla, motor, etc.) si no fuera porque
el proceso de almacenamiento de carga es instantáneo.
No olvides que el condensador ideal no presenta ninguna resistencia al paso de la corriente eléctrica,
salvo que tenga la carga máxima, para un voltaje dado.
CUESTIONES
1
Explica con tus propias palabras cómo funciona un condensador.
2
El agua (H2O) es una molécula polar. Haz un dibujo para explicarlo.
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