Tipos de CAPACITORES 🔧 Toda la INFORMACION sobre los capacitores y condensadores 🔧

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Tipos de CAPACITORES y FUNCIONAMIENTO

Los condensadores o capacitores son componentes electrónicos que se utilizan para almacenar energía y su propósito es evitar cambios repentinos en el circuito causados ​​por un aumento o caída de voltaje.

¿Qué es un condensador?

Un condensador, también conocido como condensador, es un componente electrónico que tiene la capacidad de almacenar energía a través de un campo eléctrico. Este es un dispositivo pasivo porque no tiene la capacidad de amplificar o cortar la corriente en el circuito.

Los condensadores o capacitores se usan generalmente como filtros de CC. De esta manera, pueden evitar cambios repentinos en el circuito debido a cualquier aumento o caída de voltaje.

Tipos de condensador o capacitores.

Hay muchos tipos de condensadores o capacitores. Cada condensador tiene características diferentes y puede distinguirse de otros condensadores. Por supuesto, tienen sus propias ventajas y desventajas.

Algunos condensadores o capacitores pueden cargarse a alto voltaje, y su uso está limitado a circuitos de alta capacidad, y la velocidad de descarga de otros condensadores es muy baja o muy alta. Cada uno de estos factores clasifica cómo y dónde debe usarse cada condensador en un circuito en particular.

Condensadores o capacitores de lámina de plástico.

Este tipo de condensador generalmente es más grande que el promedio, tiene una capacitancia bastante estable y tiene un mejor aislamiento. Tienen una serie de placas de plástico intercaladas entre otros metales.

Condensadores o capacitores de lámina metálica.

El condensador tiene una lámina de metal depositada directamente sobre la lámina de plástico. El condensador tiene una calidad capaz de protegerse del aumento de voltaje. Una vez que ocurre, el arco desaparece a través de la lámina metálica, eliminando así el defecto de sobretensión.

Condensadores o capacitores de mica.

Se compone de varias placas de mica y aluminio colocadas alternativamente, que están protegidas por una capa de plástico moldeado. Baja corriente de fuga y alta estabilidad. Dichos condensadores o capacitores tienen un costo relativamente alto en el mercado.

Condensadores o capacitores de poliéster.

Este condensador tiene un dieléctrico hecho de poliéster. Algunos son metálicos, lo que tiene la función de reducir en gran medida su tamaño. Casi no tiene consumo actual, pero tiene una gran capacidad potencial.

Condensadores o capacitores electrolíticos.

Tiene una capacidad muy alta y un precio relativamente bajo. Su desventaja es que tienen una corriente de fuga alta y un voltaje de ruptura relativamente bajo. Estos condensadores o capacitores son polares y, si están conectados con la polaridad opuesta, existe el peligro de explosión, por lo que se debe tener cuidado durante la instalación. Se utilizan para el suministro de energía.

Consisten en un tubo de aluminio sellado donde se encuentra el condensador. Además, tienen una válvula de seguridad que permite que el gas escape cuando el dispositivo está hirviendo, evitando así el riesgo de explosión.

Condensadores o capacitores de vueltas variables.

Este tipo es ampliamente utilizado en equipos de radiodifusión sintonizados en frecuencia. Su mecanismo permite que las placas del condensador se muevan con la ayuda del eje, por lo que la capacitancia cambia. Están hechos de materiales aislantes del aire. Las piezas de plástico se utilizan para reducir el espacio entre las placas y aumentar la constante dieléctrica. Además, esto reduce en gran medida su tamaño.

Condensadores o capacitores de plata mica.

Están hechas de una fina capa de plata en el dieléctrico de mica. Este condensador es muy estable según el tiempo de uso. Su principal ventaja es que tiene tolerancias bastante bajas, generalmente menos del 1%. Tiene un buen coeficiente de temperatura y muy buena resistencia.

Su principal desventaja es que su capacidad no es grande y el costo es alto. Estos condensadores o capacitores se utilizan en resonancia y circuitos de alta frecuencia debido a su estabilidad. También se usan en circuitos de alto voltaje porque tienen un buen aislamiento.

Condensadores o capacitores de papel.

Estos condensadores o capacitores están hechos de tiras delgadas de conductores metálicos y están separados por un dieléctrico hecho de papel encerado. Tienen un buen rango de capacitancia y pueden resistir altos voltajes, por eso se usan en circuitos de gran capacidad.

Su principal desventaja es la alta tasa de fuga, lo que los hace inadecuados para usar con corriente alterna. Su tolerancia es inferior al 10%, por lo que no pueden utilizarse en circuitos síncronos y de precisión.

Condensador o capacitor cerámico.

La inductancia y la pérdida de este condensador son casi cero. Su constante dieléctrica es muy alta. La cerámica utilizada en estos condensadores o capacitores aumenta su capacidad y reduce su tamaño ocupado.

Tienen la desventaja de ser altamente sensibles a los cambios de temperatura y voltaje. Es por eso que no deben usarse en circuitos inestables o de alto voltaje, ya que puede haber muchos cambios y altas temperaturas.

¿Qué es un banco de condensadores o capacitores?

Los bancos de condensadores son dispositivos de bajo voltaje, voltaje medio y alto voltaje que se instalan regularmente en sistemas eléctricos porque pueden usarse para corregir el factor de potencia y evitar multas impuestas por las compañías de suministro de energía, mejorando así la forma del condensador. Voltaje, principalmente durante condiciones de arranque del motor o durante la conexión de carga pesada. Cuando se usan como parte de un filtro armónico, ayudan a reducir las corrientes armónicas que circulan en la red y evitan pérdidas eléctricas y el desgaste del equipo.

El banco de condensadores es una combinación de varios condensadores idénticos conectados en paralelo o en serie, según sea necesario.

Los requisitos de potencia se expresan en kilovatios (kw) o megavatios (Mw). Este poder es proporcionado por la subestación. En los sistemas de corriente alterna (CA), la potencia reactiva siempre juega un papel.

Esta potencia reactiva se expresa en kilovoltios o megavatios. La demanda de esta potencia reactiva proviene principalmente de la carga inductiva conectada al sistema.

Estas cargas inductivas suelen ser circuitos electromagnéticos, como motores, transformadores, inductancias de redes de transmisión y distribución, hornos de inducción, etc. Esta potencia reactiva debe compensarse por completo y es la relación entre la potencia real consumida por la carga y la potencia total consumida. Es decir, la suma vectorial de la potencia activa y la potencia reactiva del sistema se vuelve muy baja. Esta relación se llama factor de potencia eléctrica, y una proporción más baja indica un factor de potencia del sistema más pobre.

Si el factor de potencia del sistema no es bueno, la carga de amperios para la potencia activa requerida, la transmisión, la red de distribución, los transformadores, los alternadores y otros equipos conectados al sistema será alta. Por otro lado, los usuarios pagarán más de lo que realmente usan. Por lo tanto, la compensación de potencia reactiva se vuelve muy importante. Esto generalmente se hace agregando un conjunto de condensadores.

En los circuitos de CA, el factor de potencia es la relación entre la potencia real utilizada para completar el trabajo y la potencia aparente proporcionada al circuito. La corrección del factor de potencia es el ajuste del circuito para que el factor de potencia sea cercano a 1, llamado factor de potencia de la unidad.

El factor de potencia se define como la diferencia o la compensación entre el voltaje y la corriente, o se simplifica a la relación de potencia activa (P) a potencia aparente (S). La gente generalmente llama al factor de potencia adelantar o retrasar.

El factor de potencia rezagado es cuando la corriente va por detrás del voltaje, lo que significa que la forma de onda de la corriente va por detrás de la forma de onda de voltaje (y el ángulo del factor de potencia es positivo).

Factor de potencia de la unidad: se refiere a la situación en la que la corriente y el voltaje están en fase. Ni retrasado ni avanzado.

La importancia física del factor de potencia es la impedancia de carga. En general, el factor de potencia de las cargas inductivas (p. Ej., Bobinas, motores, etc.) va a la zaga, el factor de potencia de las cargas capacitivas (p. Ej., Condensadores) conduce y el factor de potencia de las cargas resistivas (p. Ej. Calentadores) está cerca de la fuente de alimentación del dispositivo.

El objetivo de cualquier compañía eléctrica es un factor de potencia o "factor de potencia de la unidad", porque si el factor de potencia es menor que 1, deben proporcionar más corriente al usuario para una determinada cantidad de consumo de energía. Hacerlo traerá más pérdidas a la línea de producción. También deben tener equipos de mayor capacidad para reemplazar el equipo requerido. Por lo tanto, de acuerdo con la legislación nacional, si el factor de potencia de una instalación industrial difiere mucho de 1, se impondrá una multa.

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Las instalaciones industriales a menudo tienen un "factor de potencia rezagado" donde la corriente va por detrás del voltaje (como un inductor). Esto se debe principalmente a la gran cantidad de motores de inducción: desde la perspectiva de la fuente de alimentación, los devanados del motor desempeñan el papel de inductancia. La función del condensador se invierte y puede cancelar el devanado del motor de inducción. Algunos sitios industriales utilizarán estrictamente grandes bancos de condensadores para la corrección del factor de potencia para ahorrar costos de servicios públicos.

Un factor de potencia cercano a 1 reducirá la potencia reactiva en el circuito, y la mayor parte de la potencia en el circuito será la potencia real. Esto también reducirá las pérdidas de la línea eléctrica. Y, por supuesto, los usuarios deben pagar por lo que usan.

La corrección del factor de potencia generalmente se realiza agregando condensadores al circuito de carga cuando el circuito tiene componentes inductivos (como un motor).

¿Cómo funciona un banco de capacitores?

El principio de funcionamiento del banco de condensadores es el mismo que el de un solo condensador. Están diseñados para almacenar energía eléctrica solo con una capacidad mayor que un solo dispositivo. Un solo condensador consta de dos conductores, que están separados por un material dieléctrico o aislante. Cuando la corriente se transmite a través de un conductor, se genera un campo electrostático en el dieléctrico como energía almacenada. El dieléctrico está diseñado para permitir una cantidad predeterminada de fugas, que disipará gradualmente la energía almacenada en el dispositivo, que es una de las mayores diferencias entre condensadores y baterías.

¿Cómo medir la capacitancia?

Los condensadores se clasifican por características de almacenamiento llamadas capacitancias, que se miden por la unidad científica farad. Cada condensador tendrá una clasificación fija y se puede utilizar junto con otros condensadores en el banco de condensadores cuando haya una gran demanda de potencia reactiva.

El multímetro determina la capacitancia cargando el capacitor con una corriente conocida, luego mide el voltaje resultante y finalmente realiza el cálculo.

ADVERTENCIA: Un buen condensador almacenará carga y permanecerá energizado después de desconectar la alimentación. Antes de tocar o realizar mediciones, a) desconéctelo de la fuente de alimentación, b) use un multímetro para confirmar que está desconectado, c) descargue cuidadosamente el condensador conectando una resistencia en ambos extremos del cable (consulte el siguiente párrafo). Asegúrese de usar el equipo de protección personal adecuado.

Para descargar el condensador de manera segura: Después de desconectar la alimentación, conecte una resistencia de 20,000 ohmios y 5 vatios al terminal del condensador durante 5 segundos. Use un multímetro para confirmar que el capacitor está completamente descargado.

Use un multímetro digital (DMM) para asegurarse de que no haya electricidad en el circuito. Si el condensador se usa en un circuito de CA, coloque un multímetro para medir el voltaje de CA. Si se usa en un circuito de CC, configure un multímetro digital para medir el voltaje de CC.

Verifique el condensador visualmente. Si hay fugas obvias, grietas, golpes u otros signos de deterioro, reemplace el capacitor.

Gire el selector al modo de medición de capacidad (símbolo de capacidad). Los símbolos a menudo comparten un punto en el selector con otras funciones. Además de la configuración del selector, generalmente se debe presionar el botón de función para activar la medición. Para obtener instrucciones, consulte el manual del usuario del multímetro.

Para medir correctamente, el condensador debe retirarse del circuito. Descargue el condensador como se describe en la advertencia anterior.

Nota: Algunos multímetros proporcionan el modo relativo (REL). Al medir valores de volumen bajo, el modo relativo se puede usar para extraer el volumen de la sonda. Para usar el modo relativo del medidor para la medición, mantenga la sonda encendida y presione el botón REL. Esto elimina el valor de capacidad restante de la sonda.

Conecte los cables de prueba a los terminales del condensador. Mantenga los cables de prueba conectados durante unos segundos para permitir que el multímetro seleccione automáticamente el rango correcto.

Lea el valor medido mostrado. Si el valor de capacitancia está dentro del rango de medición, el multímetro mostrará el valor del capacitor. Si a) el valor de capacitancia es mayor que el rango de medición ob) el capacitor está defectuoso, mostrará OL.

Resumen de medición de capacidad

La resolución de problemas de motores monofásicos es uno de los usos más prácticos de la función de capacitancia de los multímetros digitales.

No arrancar un condensador de motor monofásico es una señal de falla del condensador. Estos motores continuarán funcionando cuando arranquen, lo que dificultará la resolución del problema. La falla de la unidad de arranque del condensador en el compresor HVAC es un buen ejemplo de este problema. El motor del compresor puede arrancar, pero sobrecalentará y sobrecargará rápidamente el disyuntor.

Los motores monofásicos con tales problemas y el gran ruido del condensador requieren un multímetro para verificar que los condensadores funcionan correctamente. Los valores de microfaradios de casi todos los condensadores del motor están marcados en los condensadores.

La corrección del factor de potencia del condensador trifásico generalmente está protegida por un fusible. Si uno o más de estos condensadores fallan, provocará un sistema ineficiente, mayores costos de electricidad y puede hacer que el equipo se dispare inesperadamente. Si se funde el fusible del condensador, el valor de microfaradios del condensador averiado debe medirse y verificarse dentro del rango indicado por el condensador.

Algunos otros factores involucran la capacidad y la necesidad de comprender:

Los condensadores tienen una vida útil limitada y generalmente son la causa de la falla.

Un condensador defectuoso puede estar en cortocircuito o roto, o puede degradarse físicamente hasta el punto de falla.

Cuando el condensador está en cortocircuito, puede fundir el fusible o dañar otros componentes.

Cuando el condensador está desconectado o dañado, el circuito o los componentes del circuito pueden no funcionar correctamente.

El deterioro también cambia el valor de capacitancia del capacitor, lo que puede causar problemas.

¿Cuál es la aplicación del banco de condensadores?

El uso más común de los bancos de condensadores es corregir el factor de potencia de las fuentes de alimentación de CA en entornos industriales donde se utiliza una gran cantidad de transformadores y motores. Debido a que estos dispositivos utilizan grandes cargas inductivas, se ven fácilmente afectados. El cambio de fase y el retraso del factor de potencia en la fuente de alimentación, si no se corrige, puede provocar una pérdida de eficiencia del sistema.

Al integrar los bancos de condensadores en el sistema, los retrasos en el suministro de energía se pueden corregir con los costos operativos más bajos en comparación con los cambios importantes en la red eléctrica de la compañía o el sistema que proporciona el equipo. Otros usos de los bancos de condensadores incluyen generadores Marx, láseres pulsados, radar, investigación de fusión, detonadores de armas nucleares y pistolas espirales electromagnéticas.

Valores comerciales de capacitores

Tabla de Valores comerciales de condensadores estándar de polyester y cerámicos:

Tabla de códigos para la tolerancia de capacitores cerámicos y de poliéster.

Tabla de valores comerciales de Capacitores Electrolíticos.(Expresados en microfaradios)