4- Dibuje un circuito con un capacitor a una fuente de alimentación continua. Explique que sucede en el instante de la conexión y después que se cargó. Haga un gráfico de Tension e Intensidad en funcion del tiempo sobre el capacitor. 

Si conectamos un capacitor a una fuente de corriente continua, uniendo uno de sus terminales al positivo y el otro al negativo, no habrá circulación de electrones a través de el, debido a la presencia del dieléctrico, que es un material aislante e impide que los electrones se desplacen a través de el. Sin embargo, se producirá una acumulación de cargas en las armaduras, concretamente de electrones en la armadura que este conectada al negativo de la fuente, y de “huecos” (cargas positivas) en la que se conecte al positivo. Este efecto se conoce como polarización del dieléctrico.  El capacitor se cargará hasta que la fuente de alimentacion quede descargada.

  En los siguientes graficos se muestra la Tensión en funcion del tiempo, en el primero y la Intensidad en funcion del mismo en el segundo. 

5- Dibuje un circuito con un capacitor conectado a una fuente de alimentación senoidal. Explique que sucede sobre el capacitor para cada semiciclo ¿Circula corriente por el capacitor ? ¿ Y por el circuito ?

Al conectar una CA senoidal v(t)a un capacitor circulará una corriente , también senoidal, que lo cargará, originando en sus bornes una caída de tensión. Al decir que por el capacitor "circula" una corriente, se debe puntualizar que, en realidad, dicha corriente nunca atraviesa su dieléctrico. Lo que sucede es que el condensador se carga y descarga al ritmo de la frecuencia de v(t), por lo que la corriente circula externamente entre sus armaduras.
Redacción : Muratore y Labate .Es decir que por cada semiciclo el capacitor se carga y se descarga. Como ya se dijo anteriormente, a pesar de que se dice que "circula corriente " por el capacitor, en realidad nunca atraviesa el dielectrico. Sin embargo, por el circuito si circula corriente. 

6- ¿Para que se utilizan los capacitores en Electrónica? De ejemplos de circuitos.

 En electricidad y electrónica, un condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separadas por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidas a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).

Aquí tenemos un ejemplo del funcionamiento de un condensador frente a una corriente alterna. Vemos un generador de corriente alterna que está conectado a un condensador. Debido a la tensión alterna U, el condensador resulta cargado, descargado, vuelto a cargar con polaridad opuesta; una vez más descargado, y así sucesivamente. Con ello circula una corriente cuya variación es senoidal. Pero, la corriente no circula a través del condensador, es decir a través de su dieléctrico que es aislante como hemos dicho, la corriente sólo circula de los bornes del generador a las armaduras del condensador y viceversa, es decir, aunque el circuito realmente no está cerrado el efecto es como si lo estuviera; y siendo éste el efecto, se suele decir que por el circuito circula una corriente eléctrica.
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Un condensador real en Conrriente continua se comporta prácticamente como uno ideal, es decir, como un circuito abierto. Esto es así en régimen permanente ya que en régimen transitorio, esto es, al conectar o desconectar un circuito con condensador, suceden fenómenos eléctricos transitorios que inciden sobre la d.d.p. en sus bornes.

7- Explique que limita el uso de los capacitores en altas frecuencias. ¿Cuáles son los capacitos más adecuados para ellas? 

El uso de capacitores en altas frecuencias se ve limitado por el tamaño en parte. Por otra parte, al realizarse por ejemplo el semiciclo positivo, se carga el capacitor hasta el valor pico de tension y a la vez se polariza de cierta manera. Al comenzar a bajar la tensión el capacitor se comienza a descargar hasta el punto de 0 volt. Por el contrario, durante el semiciclo negativo el capacitor se comienza a cargar y a polarizar de manera contraria que el caso anterior hasta el valor pico y se descarga nuevamente hasta el punto de 0 volt, donde se vuelve al punto inicial.
A medida que aumenta la frecuencia, el tiempo de polarizacion es menor. Entonces, al llegar a un nivel de frecuencia muy elevado, el capacitor se polariza de dos formas distintas en muy poco tiempo y el dielectrico se termina rompiendo.
Los capacitores mas adecuados para estos casos son los capacitores ceramicos, debido a su pequeño tamaño y a que permiten cargarse y descargarse en un tiempo muy breve. 

8- ¿Qué son los capacitores electrolíticos? ¿Para qué se usan? Describalos, ilustre su estructura interior y exterior.

Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente alterna pero no corriente continua.

Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia.

9) Capacitores de tantalio. Descríbalos. Usos. Comparelo con los electrolíticos. Ilustre si estructura interior y exterior.


Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de tantalio amorfo , que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen polaridad y una capacidad superior a 1 µF. Su forma de gota les da muchas veces ese nombre. Se caracterizan por ser muchos mas flexibles y confiables que los del caso anterior y se encuentran en 3 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 encuentran 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 costo.
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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 intervalo 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 fallas tempranas debidas 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.


La estructura interna de este tipo de capacitores es similar a la del ejercicio anterior ( electroliticos )  con la diferencia de que , como ya se dijo, constan de un electrolitico de tantalio. La estructura externa se muestra en la siguiente figura:

10) Capacitores sólidos. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior.

Este tipo de condensador es justamente el que se ha comenzado a utilizar en las placas madres, a diferencia del condensador de electrolito, el condensador sólido utiliza una combinación de Polímero orgánico sólido (Solid Organic Polymer), están recubiertos por una carcasa de aluminio laminado y sellados herméticamente, también son del tipo radial con 2 conectores polarizados.
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Esta imagen podemos ver la composición de un capacitor sólido, la diferencia con el capacitor electrolítico a nivel estructural es el material dieléctrico usado y el revestimiento, que a la larga son los que hacen la diferencia entre ambos. 
Las principales ventajas sobre otros tipos de capacitores y sobre todo los electroliticos son las siguientes:

• Resistencia a la impedancia:
• Resistencia a las variaciones de energía
• Mucho más durables
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• Resistencia a las Altas temperaturas
• No se revientan como los condesadores electrolíticos
• Debido a su composición orgánica son más amigables para el medio ambiente
• Son más seguros

La de la izquierda es una imagen que muestra la estructura interna de los capacitores solidos. A pesar de estar en ingles se puede entender facilmente. Por otra parte, la de la derecha es una imagen que muestra la estructura externa de estos capacitores.

• 

11) Capacitores de poliéster. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior.

Este tipo de capacitor sustituye a los capacitores de papel. Se diferencia de estos por el dielectrico:  Es del material poliester, lo que obviamente, modifica el uso y las caracteristicas del mismo.
 El objeto de crear este tipo de capacitores es reducir las dimensiones fisicas de los condensadores, ya que a medida que la electronica avanza, muchos espacios se reducen.
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Como ventajas principales de estos tipos de capacitores se puede encontrar el hecho de que hay muy poca perdida al momento de usarlo, en primera instancia. En segunda instancia se encuentra el hecho de que tiene un excelente factor de potencia. 

                  

12- Capacitores cerámicos. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior. Explique como se lee el valor de éstos capacitores.

Los materiales cerámicos son buenos aislantes térmicos y eléctricos. El proceso de fabricación consiste básicamente en la metalización de las dos caras del material cerámico.
Se fabrican de 1pF a 1nF (grupo I) y de 1pF a 470nF (grupo II) con tensiones comprendidas entre 3 y 10000v.
Su identificación se realiza mediante código alfanumérico. Se utilizan en circuitos que necesitan  alta estabilidad y bajas pérdidas en altas frecuencias.

 

Código de valores para Capacitores cerámicos
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a) En algunos casos el valor esta dado por tres números...

1º número = 1º guarismo de la capacidad.
2º número = 2º guarismo de la capacidad.
3º número = multiplicador (número de ceros)

La especificación se realiza en picofaradios.

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Ejemplo:

104 = 100.000 = 100.000 picofaradios ó = 100 nanofaradios

Múltiplos del Sistema Internacional para faradio (F) Submúltiplos Múltiplos Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre 10–1 F dF decifaradio 101 F daF decafaradio 10–2 F cF centifaradio 102 F hF hectofaradio 10–3 F mF millifaradio 103 F kF kilofaradio 10–6 F µF microfaradio 106 F MF megafaradio 10–9 F nF nanofaradio 109 F GF gigafaradio 10–12 F pF picofaradio 1012 F TF terafaradio 10–15 F fF femtofaradio 1015 F PF petafaradio 10–18 F aF attofaradio 1018 F EF exafaradio 10–21 F zF zeptofaradio 1021 F ZF zettafaradio 10–24 F yF yoctofaradio 1024 F YF yottafaradio Prefijos comunes de unidades están en negrita.

13- Capacitores variables. Usos, ilustre su estructura interior y exterior de los llamados Tandem y Trimmers.

Un condensador variable es un condensador cuya capacidad puede ser modificada intencionalmente de forma mecánica o electrónica. Son condensadores provistos de un mecanismo tal que, o bien tienen una capacidad ajustable entre diversos valores a elegir, o bien tienen una capacidad variable dentro de grandes límites. Los primeros se llaman trimmers y los segundos condensadores de sincronización, y son muy utilizados en receptores de radio, TV, etcétera, para igualar la impedancia en los sintonizadores de las antenas y fijar la frecuencia de resonancia para sintonizar la radio.

Trimmer:

 

Tandem:

14 - Diodos Varicap. Explique su funcionamiento, usos. Ilustre su estructura interior y exterior. Dibuje un circuito electrónico que ejemplifique su utilización

El diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varíe en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión inversa mínima tiene que ser de 1 V.

La aplicación de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintonía de TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje (oscilador controlado por tensión).

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En tecnología de microondas se pueden utilizar como limitadores: al aumentar la tensión en el diodo, su capacidad varía, modificando la impedancia que presenta y desadaptando el circuito, de modo que refleja la potencia incidente.

 

 

 

 













15 - Al comprar un capacitor, ¿Que parámetros se indican comunmente al vendedor?

• Valor nominal de su capacidad.
• Máxima tensión que resiste el mismo.
• Temperatura.
• Máxima frecuencia de trabajo.
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16 - Indique como se muestra el valor de la capacidad y la tensión maxima de trabajo en los distintos capacitores: Electrolíticos, Poliester, Cerámico, Tantalio.  

Electrolítico:
1000uf - 50 v

Poliester:
 0,33 uf - 250v


Cerámico:
 0,01 uf - 2.000v 

Tantalio:
100 uf - 16v