Conocer cómo funciona el condensador permite crear una mejor idea su trabajo en circuitos electrónicos.
Dicen que el Arca de la Alianza está hecha a modo de un gran condensador y así lo creo también.
El condensador es una creación de la naturaleza que el hombre aplica a su vivir diario, incluso nosotros somos grandes condensadores.
Aquí se trata del condensador eléctrico pues existen otros condensadores no eléctricos como el usado en refrigeración.
Unas de las primeras lecciones que se estudian en electrónica y electricidad trata sobre cómo funciona el condensador, su principio físico y aplicaciones.
Las funciones del condensador eléctrico en circuitos electrónicos son múltiples. Pero no solo en circuitos, la naturaleza, la tierra con su atmósfera, es un enorme condensador que descarga su energía de forma peligrosa.
Los condensadores realizan su trabajo gracias a la electricidad estática y ha sido uno de los grandes descubrimientos realizados por el hombre.
Pero más que ello las aplicaciones mediante el control de la electricidad estática en un condensador marca un hito.
Su móvil, ordenador personal, o smart tv no trabajan sin el uso de condensadores. Por otra parte la electricidad estática daña al circuito de su móvil y también al de su PC.
Para saber cómo funciona el condensador debe diferenciar el campo eléctrico del magnético
La simple explicación gráfica de abajo muestra el campo eléctrico entre una partícula con carga positiva y otra con negativa.
El campo magnético se muestra a la derecha representada por los polos norte y sur de un imán. En la naturaleza es muy difícil separar el campo magnético del eléctrico y las señales de radio son un ejemplo de ello.
Para explicar cómo funciona un condensador es necesario concentrarnos en el campo eléctrico.
Las líneas eléctricas del campo ejercen una fuerza sobre las cargas existentes en este. Esa fuerza hace que las cargas se muevan y es por eso que el campo eléctrico puede trabajar.
Entonces el campo eléctrico contiene energía se muevan o no las cargas. La electricidad estática es una viva manifestación de la energía eléctrica acumulada y ese es el principio sobre el cual trabaja el condensador eléctrico.
Los condensadores eléctricos son contenedores de electricidad estática y esta, como se explicó, es contenedora de energía.
Así visto, el condensador es un almacenador de energía eléctrica en forma de cargas positivas y negativas.
La figura abajo es la típica explicación, que puede usted haberla visto en las clases de física de su escuela, de dos esferas cargadas.
Si se les acerca se produce una chispa, un salto de energía entre las dos cargas cuando estas llegan a un nivel.
El rayo o descarga eléctrica atmosférica no es más que eso. En un condensador esa energía eléctrica puede ser controlada para que no salte usando aisladores entre las dos superficies cargadas, separador conocido como el dieléctrico del condensador.
Explicación pura sobre cómo trabaja el condensador eléctrico
Como ya se vio, los condensadores o capacitores almacenan energía en sus campos eléctricos.
Los cuerpos cargados del condensador están hechos en forma de placas en lugar de las esferas mostradas en la explicación anterior y la típica de las clases de Física.
La imagen de la figura 3 muestra las placas, en la forma más sencilla, de un condensador. Esas placas tienen patas o conexiones que salen de ellas y son las que se conectan al circuito eléctrico.
El campo eléctrico está confinado entre las dos placas mostradas en la figura 1 y su fuerza depende de la densidad de flujos de líneas existentes.
Con las esferas ese campo se dispersa en todas direcciones pero con las placas las líneas del campo eléctrico son perpendiculares a estas y paralelas entre sí. Por eso se puede confinar y concentrar entre las placas del condensador toda esa energía.
El proceso de carga y descarga de las placas del condensador
En las siguientes imágenes se explica de forma gráfica el proceso de carga y descarga del condensador eléctrico.
En la figura 4, primera que aparece, las placas están descargadas y no hay campo eléctrico y por tanto no hay potencial de voltaje. Con la información gráfica expuesta se puede dar una mejor idea de cómo es que trabaja el condensador.
El movimiento de los electrones es la explicación. Cuando el número de electrones se incrementa sobre las placas se dice entonces que el condensador se está cargando. Por otra parte cuando disminuyen los electrones el condensador se descarga.
Con la batería E completamente cargada se cierra el circuito con el interruptor S y los electrones comienzan a fluir. Hay una lectura positiva en el amperímetro.
Las placas del condensador se están cargando. La batería trabaja como una bomba de electrones, es quien da la energía para que se muevan.
En dependencia de la capacidad del condensador será el tiempo que demore este en llegar al límite de cargas eléctricas en sus placas.
Cuando eso pasa el amperímetro deja de marcar lectura pues no hay flujo de electrones. Se dice entonces que el condensador está completamente cargado igualando al voltaje de la batería.
Con las placas del condensador completamente cargado pasamos la posición del interruptor S a 2 de forma que se conecte la resistencia R.
Ahora las placas del condensador comienzan un proceso inverso, se descargan, los electrones fluyen en sentido contrario. El amperímetro marca un flujo de corriente negativa.
En el amperímetro se verá como el voltaje baja poco a poco hasta cero. El tiempo de descarga será directamente proporcional a la medida de la resistencia.
A mayor resistencia el condensador demorará más en descargarse.
Pues bien, esta es una sencilla y gráfica explicación para conocer cómo es que trabajan los condensadores eléctricos. Se desprende de aquí cómo se puede fabricar una red de tiempo eléctrico, el temporizador.
La combinación de condensador con resistencia es de uso muy pero que muy común en la electrónica.
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