Tipos de dieléctricos para capacitores. Tipos de dieléctricos para capacitores

Transcripción

1 2º Capacitores Todo empezo en 1746, donde, Pieter van Musschenbroek, que trabajaba en la Universidad de Leiden, efectuó un experimento para comprobar si una botella llena de agua podía conservar cargas eléctricas. 1

2 Condensadores de aire. Condensadores de mica. Condensadores de papel. Condensadores de vidrio. Condensadores electrolíticos. Condensadores de aluminio. Condensadores de tantalio. Condensadores bipolares (para corriente alterna). Condensadores de poliéster o Mylar. Condensadores de polipropileno. Condensadores de poliestireno Styroflex (marca registrada de Siemens). Condensadores cerámicos. Condensadores PTFE o Teflón. Condensadores de mica-plata. Dieléctrico variable. Condensadores de aire. Son capacitores, generalmente de placas paralelas, con dieléctrico de aire y encapsulados en vidrio. Como la permitividad eléctrica relativa es la unidad, sólo permite valores de capacidad muy pequeños. Se utilizó en radio y radar, pues carecen de pérdidas y polarización en el dieléctrico, funcionando muy bien en altas frecuencias. 2

3 Condensadores de mica. La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada como dieléctrico de condensadores: bajas pérdidas, exfoliación en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidación o con la humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos. Condensadores de papel. El dieléctrico es papel parafinado, bakelizado o sometido a algún otro tratamiento que reduce su higroscopía y aumenta el aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se enrollan en espiral. las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos terminales. Se utilizan dos cintas de papel para evitar los poros que pueden presentar. 3

4 Condensadores de vidrio. Son extremadamente estables y se usan para ese tipo de aplicaciones. Condensadores electrolíticos. Es un tipo de condensador que utiliza un electrolito, como su primera armadura, la cual actúa como cátodo. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante (la cual es en general una capa muy fina de óxido de aluminio) sobre la segunda armadura o cuba (ánodo), consiguiendo así capacidades muy elevadas. Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un corto entre el electrolito y la cuba, aumentando la temperatura, y por tanto, arde o estalla el condensador consecuentemente. Existen varios tipos, según su segunda armadura y electrolito empleados: aluminio, tantalio y bipolares. 4

5 Condensadores electrolíticos de aluminio. Es el tipo mas usado. La cuba es de aluminio y el electrolito una disolución de ácido bórico. Funciona bien a bajas frecuencias, pero presenta pérdidas grandes a frecuencias medias y altas. Se emplea en fuentes de alimentación y equipos de audio. Muy utilizado en fuentes de alimentación conmutadas. Condensadores electrolíticos de tatalio. Es otro condensador electrolítico, pero emplea tantalio en lugar de aluminio. Consigue corrientes de pérdidas bajas, mucho menores que en los condensadores de aluminio. Suelen tener mejor relación capacidad/volumen. 5

6 Condensadores electrolíticos bipolares. Están formados por dos condensadores electrolíticos en serie inversa, utilizados en caso donde la corriente pueda invertirse. Son inservibles para altas frecuencias. Condensadores de poliéster o Mylar. Está formado por láminas delgadas de poliéster sobre las que se deposita aluminio, que forma las armaduras. Se apilan estas láminas y se conectan por los extremos. 6

7 Condensadores de polipropileno. Son capacitores de muy baja pérdida, trabaja con tensiones muy elevadas y es muy resistente a los cambios bruscos de corriente. Condensadores de poliestireno. Otro tipo de condensadores de plástico, muy utilizado en radio, por disponer de coeficiente de temperatura inverso a las bobinas de sintonía, logrando de este modo estabilidad en los circuitos resonantes. 7

8 Condensadores cerámicos. Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen tipos formados por una sola lámina de dieléctrico, pero también los hay formados por láminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas. Condensadores PTFE o Teflón. Excelente desempeño y estabilidad, son muy costosos. 8

9 Condensadores de mica-plata. Son muy rápidos y estables para aplicaciones de VHF, pero, muy costosos. Condensadores variables. Este tipo de condensador tiene una armadura móvil que gira en torno a un eje, permitiendo que se introduzca más o menos dentro de la otra. El perfil de la armadura suele ser tal que la variación de capacidad es proporcional al logaritmo del ángulo que gira el eje. 9

10 Valores de capacitores Los capacitores de pequeño tamaño usan la siguiente notación: XYZ J/K/M VOLTS V Donde: XYZ representa la capacidad medida en picofaradios, de la siguiente manera; XY 10 Z pf Las letras, J, K o M indican la tolerancia (±5%, ±10% y ±20% respectivamente) y VOLTS V representa la tensión de trabajo. Por ejemplo: pf = 10 pf (±5%) con una tensión de trabajo de 500 V. Valores de capacitores de poliéster y tantalio Capacitor de polyester 22x10 4 pf (±10%) 250 V 10

11 Cómo es la leyenda? 2.7 uf x 100 V o 100 F x 2.7 V? Medición de distorsión en capacitores electrolíticos y de poliéster En este caso tenemos dos electrolíticos de 22 µf 50 V (polarizados) sin polarización de CC puestos en serie espalda con espalda (11 µf), excitados con 5 khz. 11

12 Medición de distorsión en capacitores electrolíticos y de poliéster En este caso tenemos dos electrolíticos de 22 µf 50 V (polarizados) sin polarización de CC puestos en serie espalda con espalda (11 µf), excitados con 1 khz. Medición de distorsión en capacitores electrolíticos y de poliéster En este caso tenemos dos electrolíticos de 22 µf 50 V (polarizados) sin polarización de CC puestos en serie espalda con espalda (11 µf), excitados con 100 Hz. Cabe destacar el aumento de la distorsión pos estrés dieléctrico. También se observa que para bajas frecuencias predominan armónicos impares y para altas pares. 12

13 Medición de distorsión en capacitores electrolíticos y de poliéster En este caso tenemos dos electrolíticos de 22 µf 50 V (polarizados) con polarización de CC puestos en serie espalda con espalda (11 µf), excitados con 1 khz. Medición de distorsión en capacitores electrolíticos y de poliéster Este espectro corresponde a un capacitor electrolítico de 4,7 µf (no polarizado) con 5 khz de excitación. 13

14 Medición de distorsión en capacitores electrolíticos y de poliéster Este espectro corresponde a un capacitor electrolítico de 4,7 µf (no polarizado) con 1 khz de excitación. Se nota el aumento de la distorsión (por estrés dieléctrico). Medición de distorsión en capacitores electrolíticos y de poliéster Este espectro corresponde a un capacitor de poliéster de 4,7 µf con 1 khz de excitación. Limpio en todo su espectro, este es el tipo de capacitores utilizados para audio de calidad, sin llegar a ser necesarios los de polipropileno (que son excelentes). 14

15 Siempre van a existir los pelotudos!!! La Ladiferencia es esmás másnotable notablecon conla la música músicaclásica, clásica, pero pero también en en grabaciones de de buena buena calidad calidad de de jazz jazz y fusión: fusión: No Nohay cambio cambioen enlala imagen imagen estéreo o en enlala profundidad, pero perohay más más "acústica de desala salade deconciertos que quelele permiten entrar entrarmás en enlala grabación. Un Unaumento en enlala claridad y la latransparencia conforman una una mejor mejor separación entre entre instrumentos, los los violines de de una unaorquesta son sonun un grupo grupo de deviolines violinesindividuales en en lugar lugar de deuna unasola masa. masa. Veredicto: No No se sepuede puedevivir vivirsin sinellos! 15