Condensadores para instalaciones eléctricas de corriente alterna.

En el articulo "Condensadores: propósito, dispositivo, principio de acción" Se le habló de condensadores electrolíticos. Se utilizan principalmente en circuitos de CC, como capacidades de filtro en rectificadores. Además, no pueden prescindir del desacoplamiento de los circuitos de alimentación de cascadas de transistores, estabilizadores y filtros de transistores. Además, como se dijo en el artículo, no permiten la corriente continua, pero no quieren trabajar con corriente alterna.

Existen condensadores no polares para los circuitos de CA, y muchos de sus tipos indican que las condiciones de funcionamiento son muy diversas. En aquellos casos en que se requiere una alta estabilidad de los parámetros y la frecuencia es lo suficientemente alta, se utilizan condensadores de aire y cerámica.

Los parámetros de tales condensadores están sujetos a mayores requisitos. En primer lugar, esta es una alta precisión (baja tolerancia), así como un coeficiente de temperatura insignificante de capacitancia TKE. Como regla, dichos condensadores se colocan en los circuitos oscilatorios de los equipos de radio receptores y transmisores.

Si la frecuencia es pequeña, por ejemplo, la frecuencia de la red de iluminación o la frecuencia del rango de sonido, entonces es bastante posible utilizar papel y condensadores de papel.

Los condensadores dieléctricos de papel están recubiertos con una fina lámina de metal, generalmente aluminio. El grosor de las placas varía entre 5 ... 10 μm, lo que depende del diseño del condensador. Un dieléctrico de papel de condensador impregnado con una composición aislante está incrustado entre las placas.

Para aumentar el voltaje de funcionamiento del condensador, el papel se puede colocar en varias capas. Todo este paquete se retuerce como una alfombra y se coloca en una caja redonda o rectangular. En este caso, por supuesto, se extraen conclusiones de las placas, y el caso de dicho condensador no está conectado a nada.

Los condensadores de papel se utilizan en circuitos de baja frecuencia a altos voltajes de operación y corrientes significativas. Una de estas aplicaciones muy comunes es la inclusión de un motor trifásico en una red monofásica.

En los condensadores de papel de metal, el papel de las placas lo desempeña la capa de metal más delgada rociada al vacío sobre un papel de condensador, todo del mismo aluminio. El diseño de los condensadores es el mismo que el de los papeles, sin embargo, las dimensiones son mucho más pequeñas. El alcance de ambos tipos es aproximadamente el mismo: circuitos de CC, pulsantes y de corriente alterna.

El diseño de condensadores de papel y papel metálico, además de la capacitancia, proporciona a estos condensadores una inductancia significativa. Esto lleva al hecho de que a alguna frecuencia el condensador de papel se convierte en un circuito oscilatorio resonante. Por lo tanto, tales condensadores se usan solo a frecuencias de no más de 1 MHz. La Figura 1 muestra papel y condensadores de papel producidos en la URSS.

Figura 1 Papel y condensadores de papel para circuitos de corriente alterna.

Los antiguos condensadores de metal y papel tenían la propiedad de autocuración después de una avería. Estos eran condensadores de los tipos MBG y MBGCH, pero ahora fueron reemplazados por condensadores con un dieléctrico cerámico u orgánico de los tipos K10 o K73.

En algunos casos, por ejemplo, en dispositivos de almacenamiento analógico, o de otra manera, dispositivos de almacenamiento de muestreo (SEC), se imponen requisitos especiales a los condensadores, en particular, baja corriente de fuga. Luego, los condensadores vienen al rescate, cuyos dieléctricos están hechos de materiales con alta resistencia. En primer lugar, estos son condensadores de fluoroplástico, poliestireno y polipropileno.Ligeramente menor resistencia de aislamiento en condensadores de mica, cerámica y policarbonato.

Los mismos condensadores se utilizan en circuitos pulsados ​​cuando se requiere alta estabilidad. En primer lugar, para la formación de varios retrasos de tiempo, pulsos de cierta duración, así como para establecer las frecuencias de funcionamiento de varios generadores.

Para que los parámetros de tiempo del circuito sean aún más estables, en algunos casos se recomienda usar condensadores con un voltaje de operación aumentado: no hay nada de malo en instalar un condensador con un voltaje de operación de 400 o incluso 630 V en un circuito con un voltaje de 12V. Tal condensador, por supuesto, ocupará más espacio, pero la estabilidad de todo el circuito en su conjunto también aumentará.

La capacidad eléctrica de los condensadores se mide en Faradios F (F), pero este valor es muy grande. Baste decir que la capacidad del globo no excede 1F. En cualquier caso, esto es exactamente lo que está escrito en los libros de texto de física. 1 Farad es la capacidad a la cual, con una carga de q por 1 colgante, la diferencia de potencial (voltaje) en las placas del condensador es de 1V.

De lo que se acaba de decir se deduce que Farada es un valor muy grande, por lo tanto, en la práctica, las unidades más pequeñas se usan con más frecuencia: microfaradios (μF, μF), nanofaradios (nF, nF) y picofaradios (pF, pF). Estos valores se obtienen utilizando prefijos fraccionales y múltiples, que se muestran en la tabla de la Figura 2.

Figura 2

Las partes modernas se están volviendo más pequeñas, por lo que no siempre es posible ponerles una marca completa, cada vez usan más sistemas de símbolos. Todos estos sistemas en forma de tablas y explicaciones para ellos se pueden encontrar en Internet. En los condensadores diseñados para montaje SMD, la mayoría de las veces no hay signos. Sus parámetros se pueden leer en el embalaje.

Para descubrir cómo se comportan los condensadores en los circuitos de CA, se propone hacer algunos experimentos simples. Al mismo tiempo, no hay requisitos especiales para condensadores. Los condensadores de papel o papel más comunes son bastante adecuados.

Los condensadores conducen corriente alterna

Para verificar esto de primera mano, es suficiente armar un diagrama simple que se muestra en la Figura 3.

Figura 3

Primero debe encender la lámpara a través de los condensadores C1 y C2 conectados en paralelo. La lámpara brillará, pero no muy intensamente. Si ahora agregamos otro condensador C3, entonces la luminiscencia de la lámpara aumentará notablemente, lo que indica que los condensadores resisten el paso de corriente alterna. Además, una conexión paralela, es decir aumento de capacidad, esta resistencia se reduce.

De ahí la conclusión: cuanto mayor es la capacitancia, menor es la resistencia del capacitor al paso de corriente alterna. Esta resistencia se llama capacitiva y se hace referencia en las fórmulas como Xc. Xc también depende de la frecuencia de la corriente, cuanto mayor sea, menor será Xc. Esto se discutirá más adelante.

Otra experiencia se puede hacer usando un medidor de electricidad, habiendo desconectado previamente a todos los consumidores. Para hacer esto, debe conectar en paralelo tres condensadores de 1 μF y simplemente enchufarlos a una toma de corriente. Por supuesto, uno debe ser extremadamente cuidadoso, o incluso soldar un enchufe estándar a los condensadores. El voltaje de funcionamiento de los condensadores debe ser de al menos 400V.

Después de esta conexión, es suficiente simplemente observar el medidor para asegurarse de que se detiene, aunque se estima que dicho condensador es equivalente en resistencia a una lámpara incandescente con una potencia de aproximadamente 50W. La pregunta es, ¿por qué no gira el contador? Esto también se discutirá en el próximo artículo.

Boris Aladyshkin