Uno de los componentes pasivos más omnipresentes que se utiliza es el condensador, que se encuentra en casi todos los dispositivos electrónicos fabricados. Los condensadores tienen una serie de aplicaciones esenciales en el diseño de circuitos, que ofrecen opciones flexibles de filtro, reducción de ruido, almacenamiento de energía y capacidades de detección para los diseñadores.
Aplicaciones de filtro
Combinados con resistencias, los condensadores se utilizan a menudo como el elemento principal de los filtros selectivos de frecuencia. Los diseños y topologías de filtro disponibles son numerosos y pueden adaptarse a la frecuencia y al rendimiento seleccionando los valores y la calidad de los componentes adecuados. Algunos de los tipos de diseños de filtros incluyen:
- Filtro de paso alto (HPF)
- Filtro de paso bajo (LPF)
- Filtro de paso de banda (BPF)
- Filtro de parada de banda (BSF)
- Filtro de muesca
- Todos los filtros de paso
- Filtro de ecualización
Condensadores de desacoplamiento / by-pass
Los condensadores desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento estable de la electrónica digital al proteger los microchips sensibles del ruido en la señal de alimentación que puede causar comportamientos anómalos. Los condensadores utilizados en esta aplicación se denominan condensadores de desacoplamiento y deben colocarse lo más cerca posible de cada microchip para que sean más efectivos, ya que todas las trazas de circuitos actúan como antenas y captarán el ruido del entorno circundante. Los condensadores de desacoplamiento y by-pass también se utilizan en cualquier área de un circuito para reducir el impacto general del ruido eléctrico.
Condensadores de acoplamiento o bloqueo de CC
Dado que los capacitores tienen la capacidad de pasar señales de CA mientras bloquean DC, se pueden usar para separar los componentes de CA y DC de una señal. El valor del capacitor no necesita ser preciso o exacto para el acoplamiento, pero debe ser un valor alto ya que la reactancia del capacitor impulsa el rendimiento en las aplicaciones de acoplamiento.
Condensadores amortiguadores
En los circuitos en los que se acciona una carga de alta inductancia, como un motor o un transformador, pueden producirse grandes picos de potencia transitorios a medida que la energía almacenada en la carga inductiva se descarga repentinamente, lo que puede dañar componentes y contactos. La aplicación de un capacitor puede limitar, o rechazar, el pico de voltaje a través del circuito, haciendo que la operación sea más segura y el circuito más confiable. En circuitos de menor potencia, se puede usar una técnica de snubbing para evitar que los picos creen una interferencia de radiofrecuencia (RFI) indeseable que puede causar un comportamiento anómalo en los circuitos y causar dificultades para obtener la certificación y aprobación del producto.
Capacitores de potencia pulsada
En su forma más básica, los condensadores son efectivamente pequeñas baterías y ofrecen capacidades de almacenamiento de energía únicas 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 se utilizan para almacenar energía para aplicaciones como láseres pulsados, radares, aceleradores de partículas y cañones de riel. Una aplicación común del capacitor de potencia pulsada está en el flash en una cámara desechable que se carga y luego se descarga rápidamente a través del flash, lo que proporciona un gran impulso de corriente.
Aplicaciones de circuito resonante o sintonizado
Si bien las resistencias, los capacitores y los inductores se pueden usar para hacer filtros, ciertas combinaciones también pueden resultar en la amplificación de la señal de entrada por resonancia. Estos circuitos se utilizan para amplificar señales en la frecuencia de resonancia, crear alto voltaje a partir de entradas de bajo voltaje, como osciladores y como filtros sintonizados. En circuitos resonantes, se debe tener cuidado al seleccionar componentes que puedan sobrevivir a los voltajes que los componentes ven a través de ellos o fallarán rápidamente.
Aplicación de detección capacitiva
La detección capacitiva se ha convertido recientemente en una característica común en los dispositivos de electrónica de consumo avanzados, aunque los sensores capacitivos se han utilizado durante décadas en una variedad de aplicaciones para posiciones, humedad, nivel de fluido, control de calidad de fabricación y aceleración. La detección capacitiva funciona al detectar 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 capacitor.
Seguridad del condensador
Se deben tomar algunas precauciones de seguridad con los condensadores. Como componentes de almacenamiento de energía, los condensadores pueden almacenar cantidades peligrosas de energía que pueden causar descargas eléctricas fatales y dañar el equipo, incluso si el condensador se desconectó de la alimentación 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 en 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 se vaporizan.
