Capacitores

Introducción

Un capacitor es un elemento adicional en una instalación de audio car, sin embargo una instalación potente y segura se convierte en un elemento indispensable.

La función de éste es la de suministrar la potencia que necesita la etapa cuando la batería del vehículo no puede darle la cantidad suficiente, además de proteger el circuito contra las variaciones de tensión y sobrecargas de la misma forma que lo haría un fusible.

Tipos de capacitores

Existen diversos tipos de capacitores, los cuales poseen propiedades y características físicas diferentes, entre las cuales se encuestran:

  • Capacitores eléctricos de aluminio
  • Capacitores de tantalio
  • Capacitores eléctricos de cerámica
  • Capacitores de papel y plástico
  • Micas y Vidrios

Capacitores eléctricos de aluminio

Son populares debido a su bajo coste y gran capacitancia por unidad de volumen. Existen en el mercado unidades polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas metálicas, con un electrólito que puede ser acuoso, en pasta o
“seco” (sin agua).

La capacitancia está estrechamente relacionada con la temperatura y puede decrecer en un orden de magnitud desde la temperatura ambiente hasta -55° C. Esta variación se reduce en capacitores de primera calidad y en productos
recientes con formulaciones electrolíticas más complicadas.

No están diseñados para aplicaciones a frecuencias elevadas, y la impedancia puede alcanzar un valor mínimo a frecuencias tan bajas como 10 kHz.

La corriente de fuga disminuye durante la operación. En un uso normal, la corriente de fuga aumenta con el voltaje aplicado y con la temperatura. Como guía general, la corriente se duplica a medida que el voltaje aplicado se
incrementa del 50 al 100% del valor nominal, y se duplica por cada 25° C de aumento en temperatura.

Presentan un decremento gradual en capacitancia sobre un largo periodo, debido a la pérdida de electrólito a través de los sellos, aunque con los tipos recientes de empaque se ha reducido de manera significativa este deterioro, y
los capacitores presentan en la actualidad un decremento del 10%, o menor, al cabo de 10 000 horas.

Otro problema que debe observarse implica el empleo de ciertos agentes limpiadores en los tableros de circuitos impresos. El cloro de los solventes de hidrocarburos halogenados, como el freón, puede penetrar por los sellos y atacar la estructura interna del aluminio, provocando el fallo en poco tiempo.

Para la limpieza se recomienda xileno, alcoholes y ciertos tipos de detergentes exentos de cloro.

Capacitores eléctricos de tantalio

Son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos de aluminio, pero también su coste es mucho más elevado.

Existen tres tipos:

Capacitores de hojas metálicas (láminas)

Se elaboran del mismo modo que los electrolíticos de aluminio. Los alambres conductores de tantalio se sueldan por puntos tanto a la lámina del ánodo como a la del cátodo, las cuales se arrollan después con separadores de papel en un rollo compacto. Este rollo se inserta dentro de una envoltura metálica y, a fin de mejorar el rendimiento, se agrega un electrólito idóneo, como etilenglicol o dimetilformamida con nitruro de amonio, pentaborato de amonio o polifosfatos.

Capacitores de hojas de tantalio

Existen en el mercado en tamaños que varían de 0.12 hasta 3 500 mF, a voltajes hasta de 450 V. La mayor parte de las aplicaciones para este tipo de capacitor se encuentra en los intervalos de voltaje superiores, en los que no es posible aplicar los condensadores de tantalio húmedo, y cuando se requieren calidades superiores a las de los electrolíticos de aluminio, a pesar del mayor coste.

Las desventajas, en comparación con otros tipos de capacitores de tantalio, son: gran tamaño, elevadas corrientes de fuga y gran variación en la capacitancia con la temperatura.

La principal aplicación de estos condensadores se encuentra en filtros de fuentes de alimentación.

Capacitores de tantalio sólido:

Parecido a la versión húmeda, en cuanto a sus etapas iniciales de manufactura. No hay líquido que se evapore, y el electrólito sólido es estable. La variación de la capacitancia es muy pequeña: ±10% respecto de su valor a temperatura ambiente en todo el intérvalo de temperatura desde -55 hasta 125° C.

Por desgracia, ni el electrólito ni el dieléctrico presentan las cualidades de autorreparación asociadas con otros capacitores electrolíticos.

Para proteger los condensadores de fallos tempranos debidos a defectos del óxido y del electrólito se recomienda su envejecimiento conectado durante 100 h a voltaje nominal y temperatura máxima, empleando una fuente de energía de baja impedancia. Además, se recomienda que el voltaje de operación no exceda el 60% del voltaje nominal.

Capacitores eléctricos de Cerámica

Bajo coste, reducido tamaño, amplio intérvalo de valor de capacitancia y aplicabilidad general en la electrónica.

Son particularmente idóneos para aplicaciones de filtrado, derivación y acoplamiento de circuitos híbridos integrados, en las que es posible tolerar considerables cambios en la capacitancia. Se elaboran en forma de disco, como capacitores de capas múltiples o monolíticos, o en forma tubular.

El material dieléctrico es principalmente titanato de bario, titanato de calcio o dióxido de titanio con pequeñas cantidades de otros aditivos para obtener las características deseadas.

Capacitores eléctricos de papel o plástico:

El papel, el plástico y las combinaciones de ambos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como filtrado, acoplamiento, derivación, cronometraje y suspensión de ruido.

Son capaces de funcionar a altas temperaturas, poseen alta resistencia de aislamiento, buena estabilidad. La propiedad de autorreparación de las películas metálicas es bastante útil en ciertas aplicaciones. La disponibilidad de películas extremadamente delgadas y la gran variedad de materiales proporciona la flexibilidad necesaria para un gran intervalo de aplicaciones. La capacitancia varía con la temperatura de un dieléctrico a otro.

Los capacitores de papel y plástico pueden emplearse a altas frecuencias, según el tamaño y la longitud de las puntas.

Capacitores de mica y vidrio

Los capacitores con dieléctrico de mica y vidrio se aplican cuando se requiere carga eléctrica alta y excelente estabilidad con respecto a la temperatura y frecuencia. Los capacitores de mica existen en el mercado con una gran diversidad de tamaños.

Tanto los capacitores de mica como los de vidrio son estables con respecto a la temperatura. Para algunos valores de capacitancia es posible que el coeficiente de temperatura sea cero. Ambos tipos de capacitores pueden operar a alta frecuencia. La frecuencia de autorresonancia es de unos 10 MHz para grandes valores del capacitor y mayor de 100 MHz para valores más pequeños.


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