Circuitos Electricos

1. UNIVERSIDAD FERMIN TORO
VICERECTORADO ACADEMICO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE TELECOMUNICACIONES
CONDENSADORES Y BOBINAS
Alumno:
Jorge Amaya
Asignatura: Circuitos Eléctricos I
Tutor:
José Morillo
Cabudare, Noviembre 2015

2. Condensadores
Un condensador eléctrico es un dispositivo de dos terminales que
consiste en dos cuerpos conductores separados por un material no conductor.
Tal material no conductor se conoce como aislante o dieléctrico. A causa del
dieléctrico, las cargas no pueden moverse de un cuerpo conductor al otro
dentro del dispositivo. Por tanto, éstas pueden transportarse entre los cuerpos
conductores vía sistema de circuitos externos conectados a las terminales del
capacitor. Los cuerpos conductores son cuerpos planos y rectangulares que
están separados por un material dieléctrico.
Se define la capacidad de un condensador como la cantidad de
electricidad, expresada en culombios, que es necesario transportar de una
lámina a otra para crear una diferencia de potencial de un voltio entre ambas
láminas. La cantidad de electricidad transportada se denomina carga. Aunque
pareciera natural expresar la cantidad en culombios por voltio, se expresa en
realidad en faradios o microfaradios, siendo un faradio la capacidad de un
condensador en el cual una carga de un culombio produce una diferencia de
potencial de un voltio entre las dos láminas.
La capacidad de un condensador varia también considerablemente con
la naturaleza de la sustancia aislante comprendida entre las laminas,
denominada generalmente dieléctrico, y la razón de la capacidad de un

3. condensador dado con un dieléctrico determinado entre sus láminas, a la
capacidad del mismo condensador cuando entre las láminas hay aire o existe
el vacío, se denomina constante dieléctrica.
Tipos de Condensadores.
Los tipos comunes de Condensadores incluyen a los de cerámica
(titanato de bario), Mylar, Teflón y poliestireno. Estos tipos están disponibles en
escalas de valores de la capacitancia típicos desde 100 pF hasta 1 _F con
tolerancias de 3, 10% y 20%. Los productos resistencia − capacitancia de estos
tipos están en la escala de 103 _−F (cerámica) a 2 x 4 106 _−F (Teflón)
Otro tipo de capacitor, que ofrece valores mayores de C, es el capacitor
electrolítico. Este capacitor está fabricado con placas polarizadas de óxido de
aluminio u óxido de tantalio y tiene valores de 1 a 100.000 _F. Los productos
resistencia − capacitancia, sin embargo, están en la escala de 10 a 103 −F, lo
cual indica que los electrolíticos son más disparadores que los tipos no
electrolíticos.

4. Una desventaja de los condensadores electrolíticos es que están
polarizados, lo que obliga a que la tensión entre sus bornes tenga siempre una
polaridad determinada. Puede obtenerse un condensador no polarizado
conectando dos condensadores electrolíticos iguales en oposición o serie,
resultando un condensador con capacidad mitad y la misma tensión nominal
que la de los condensadores empleados.
Los capacitores disponibles en el mercado se fabrican en una alta
variedad de tipos, valores y escalas de voltaje. El tipo del capacitor se clasifica
en general según la clase del dieléctrico utilizada, y su capacitancia se
determina según el tipo de dieléctrico y la geometría física del dispositivo. La
escala de voltaje o voltaje de trabajo es el voltaje máximo que puede aplicarse
con seguridad al capacitor. Los voltajes que exceden este valor pueden dañar
en forma permanente al dispositivo o hacer que falle el dieléctrico. Los
capacitores sencillos a menudo se fabrican empleando dos hojas de lámina de
metal las cuales están separadas por un material dieléctrico. Las laminas y el
dieléctrico son comprimidos en conjunto en forma laminar y a continuación se
enrollan o pliegan en un paquete compacto. Los conductores eléctricos unidos
a cada hoja de placa de metal constituyen las terminales del capacitor.
La Botella de Leyden
Es uno de los condensadores más simples, descubierto alrededor de
1745, de forma independiente, por el físico holandés Pieter van Musschenbroek
de la Universidad de Leyden y el físico alemán Ewald Georg von Kleist. La
botella de Leyden original era una botella de cristal llena de agua y cerrada,

5. con un alambre o una aguja que traspasaba el tapón y estaba en contacto con
el agua. La botella se cargaba sujetándola con una mano y poniendo la parte
saliente del alambre en contacto con un dispositivo eléctrico. Cuando se
interrumpía el contacto entre el alambre y la fuente eléctrica y se tocaba el
alambre con la mano, se producía una descarga que se presentaba como una
sacudida violenta. La botella de Leyden actual está recubierta por una capa de
estaño tanto por la parte interior como por la exterior. El contacto eléctrico se
realiza con una barra de latón que atraviesa el tapón de la botella y que está en
contacto con la capa interior de metal mediante una cadena. Se produce una
descarga completa cuando se conectan las dos capas por medio de un
conductor. La botella de Leyden se utiliza todavía para demostraciones y
experimentos en los laboratorios.
Usos y Aplicaciones de los Condensadores
 En el caso de los filtros de alimentadores de corriente se usan para
almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de
corriente en la salida rectificada.
 En circuitos que deben conducir corriente alterna pero no corriente
continua.
 Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia,
permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia.
 El diseño de elevadores, requieren de ciclos donde en una etapa
necesita una baja descarga de energía y otros de una alta descarga
(como cuando el elevador desciende y asciende). Esta demanda
requiere de sistemas que permitan una regulación precisa de la energía
suministrada y una alta capacidad de almacenamiento de energía. De
esta manera los supercondensadores suministran la energía necesaria
para subir el elevador sin necesidad de sobrecargar la red eléctrica.

6.  Aplicaciones de energía solar: En aplicaciones de energía solar es
necesario estabilizar la tensión suministrado por las fotoceldas, por lo
que se utilizan supercondensadores de 2400 F dispuestos en paralelo
para estabilizar el suministro de energía eléctrica.
 Uno de los usos más extendidos de supercondensadores es su uso en
sistemas microelectrónicos, memorias de computadoras y relojes y
cámaras de alta precisión. Su uso permite mantener el funcionamiento
de los dispositivos durante horas e incluso días.
Bobinas Eléctricas.
Justo como las cargas estáticas ejercen fuerzas las unas sobre las otras,
se encuentra que las cargas en movimiento o corrientes también influyen una a
otra. La fuerza que se experimenta entre dos alambres conductores de
corriente vecinos la determinó experimentalmente Ampere en los árboles del
siglo diecinueve. Estas fuerzas pueden caracterizarse por la existencia de un
campo magnético. Este a su vez puede explicarse en términos de flujo
magnético que forma trayectorias cerradas alrededor de corrientes eléctricas.
El origen del flujo, por supuesto es la corriente eléctrica.
Un inductor o bobina eléctrica es un dispositivo de dos terminales que
consiste en un alambre conductor embobinado. Una corriente que fluya a
través del dispositivo produce un flujo magnético Ø el cual forma trayectorias
cerradas encerrando las bobinas construidas en el inductor.

7. El flujo total se conoce por lo común como flujo concatenado. La unidad
de flujo magnético es weber (Wb) así llamado por el físico alemán Wilhelm
Weber (1804−1891). En un inductor lineal, el acoplamiento por flujo es
directamente proporcional a la corriente que fluye a través del dispositivo.
En los inductores con núcleo magnético se observa también que, por la
saturación del núcleo, la inductancia decrece al aumentar la corriente, y que el
coeficiente de temperatura es positivo o negativo, dependiendo del coeficiente
de permeabilidad del núcleo. La eficiencia volumétrica es mayor que en las
bobinas con núcleo de aire, pero, por contra, la susceptibilidad a campos
magnéticos externos es mayor por cuanto el núcleo concentra los campos
magnéticos externos, en mayor grado si se trata de un núcleo abierto que si se
trata de un núcleo cerrado. La histéresis da lugar también a efectos no lineales.
Almacenamiento de energía en inductores
Una corriente i al fluir a través de un inductor, origina que se produzca
un flujo concatenado total _ que pasa a través de las vueltas de la bobina,
constituyendo así el dispositivo. Justo como se realiza el trabajo de mover
cargas entre las placas de un capacitor, es necesario un trabajo semejante
para establecer el flujo ø en el inductor. Se dice que el trabajo o energía que se
requiere en este caso se almacena en el campo magnético. El inductor ideal,
como el capacitor ideal no disipa potencia alguna. Por tanto la energía
almacenada en el inductor se puede recuperar. Supóngase que el inductor, por
medio de un circuito externo, se conecta en paralelo con un resistor. En este
caso la corriente a través de la combinación inductor−resistor hasta que la
energía previamente almacenada en el inductor es absorbida por el resistor y la
corriente es cero.
Los inductores prácticos, como los capacitores prácticos, tienden a votar
o disipar cierta cantidad de potencia. Esto resulta de las perdidas óhmicas
asociadas al alambre del que se hace la bobina del inductor y de las pérdidas
en el núcleo debidas a corrientes inducidas que aparecen en el núcleo
alrededor del cual se enrolla la bobina.

8. Usos y Aplicaciones de las Bobinas
 Inductores y capacitores se utilizan en circuitos de audio para filtrar o
amplificar frecuencias específicas.
 En filtros de línea telefónica, para eliminar las señales de alta frecuencia
de banda ancha y se colocan en los extremos de los cables de señal
para reducir el ruido.
 En las fuentes de alimentación también para filtrar componentes de
corriente alterna, y solo obtener corriente continua en la salida
 Integran circuitos de filtrado para salidas de fuentes rectificadoras tanto
pequeñas como de potencia.
 Bobinado de electroimanes con Corriente Directa.
 Calentamiento por inducción electromagnética: Es un método para
suministrar calor en forma rápida, consistente, limpia controlable y
eficiente para distintas aplicaciones de manufactura, sobre piezas o
partes metálicas o de otros metales conductores de electricidad.