Este documento describe las aplicaciones de los condensadores y bobinas en el campo de la ingeniería eléctrica. Los condensadores se utilizan en motores eléctricos monofásicos, dispositivos de almacenamiento de energía, sensores, sintonizadores de frecuencia, computadoras, fuentes de alimentación, osciladores, flashes de cámaras y circuitos de audio. Las bobinas se usan en electroimanes, transformadores, motores eléctricos, tubos fluorescentes, filtros y fuentes rectificadoras. Ambos elementos juegan un

1. U n i v e r s i d a d F e r m í n T o r o
I n g e n i e r í a E l é c t r i c a
S e m e s t r e 2 0 1 4 / 0 4
C i r c u i t o s E l é c t r i c o s I
P r o f . J o s é M o r i l l o
Thomas Turkington C.I. 20488982
Investigación:
Uso de los
Condensadores y
Bobinas en el
campo de la
Ingeniería

2. INTRODUCCIÓN
El concepto de Inductancia y Capacitancia es muy importante en el campo de los Circuitos
Eléctricos, ya que aparte de otros elementos pasivos como los resistores, los inductores (o
bobinas) y capacitores son utilizados en una gran cantidad de aplicaciones de diversa índole. El
funcionamiento principal de los inductores es oponerse a cualquier cambio en la corriente,
mientras que los capacitores se oponen a cualquier cambio en el voltaje. En cuanto al
almacenamiento de energía, los inductores lo hacen en su campo magnético y los capacitores en
su campo eléctrico.
CAPACITORES
Un capacitor es compuesto básicamente de dos conductores separados por un aislante. A un
conductor se aplica el terminal negativo de la fuente y al otro conductor se le aplica el terminal
positivo de la fuente. Al conectar el capacitor a la batería, los electrones en el alambre conectado
a la terminal negativa de la batería se mueven hacia el conductor, dándole una carga negativa.
Los electrones en el conductor conectado a la terminal positiva salen del conductor, dándole una
carga positiva. De esta manera se almacena la carga en el capacitor. Si se conectan ambos
conductores después de haber cargado el capacitor, la carga se moverá entre los conductores y se
descargará el capacitor.
Los condensadores se utilizan en una gran cantidad de aplicaciones, para cada una de ellas son
diseñados con distinta geometría, ya sea de placas paralelas, cilíndricos concéntricos, o esféricos
concéntricos, entre otros. En algunos tipos se inserta un material dieléctrico entre los
conductores, lo cual aumenta la capacitancia del mismo.
APLICACIONES
A continuación se resumen algunas de las aplicaciones de los capacitores.
MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS
Los capacitores denominados “capacitores de arranque” se utilizan para mejorar el arranque de
los motores monofásicos. Estos motores sólo cuentan con una fase y un devanado principal, de
modo que no es posible hacer girar al rotor por medio de la inducción electromagnética. Para
esto es necesario un devanado auxiliar, el cual provoca un desfasamiento eléctrico y físico que
permite impulsar al rotor. El capacitor de arranque hace este desfasamiento aun mayor
mejorando notablemente el par.
El capacitor de marcha es usado en los motores para mejorar su eficiencia, disminuir la corriente
de operación, disminuir el ruido y mejorar el factor de potencia. Es importante resaltar que no se
debe alterar el valor de la capacitancia especificada de los capacitores y, muy en particular la del
capacitor de marcha, ya que colocar un capacitor con un valor de capacitancia por encima o por

3. debajo de la especificada, en ambos casos causan una elevación en el consumo de corriente y con
seguridad provocará un sobrecalentamiento del motor.
DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA EN UNIDADES DE DESTELLO
ELECTRÓNICAS,
En laboratorios científicos donde se necesita una muy gran cantidad de energía en unos instantes
para hacer usada en aceleradores de partículas o equipos semejantes, la energía de la compañía
eléctrica no es suficiente para ello. En estos casos se utilizan bancos de capacitores, donde se
almacena la energía en una gran cantidad de capacitores para ser utilizada en el instante
requerido.
SENSORES Y TRANSDUCTORES
Como transductores entre ondas acústicas y eléctricas, elementos capacitivos se usan como
emisores y como receptores de ecógrafos en medicina y de sonares en biología marina.
Banco de Capacitores en
Laboratorios FermiLab, Estados
Unidos
Capacitor de Arranque conectado
a un Motor Monofásico
Acelerador de Partículas de Laboratorios Fenilo, Estados
Unidos. Aquí se utiliza la energía del banco de capacitores.

4. En audio se usan en los antiguos fonocaptores ("cápsulas de cristal y cerámicas"), en micrófonos
cerámicos y en altavoces de agudos ("tweeters").
También se usan con piezoeléctricos en micro-manipuladores de microscopios y en cubas de
limpieza por ultrasonido.
Como sensores se utilizan en varios tipos de medidores, como por ejemplo de presión, tensión y
aceleración. También se usan en sistemas microelectromecánicos
(MEMs, MicroElectroMechanical Systems) con dispositivos cuyo tamaño es del orden de 0.01
mm.
SINTONIZADORES DE FRECUENCIA
En receptores de radio, TV, etcétera, se utilizan los condensadores variables para igualar la
impedancia en los sintonizadores de las antenas y fijar la frecuencia de resonancia para
sintonizar la radio.
Ejemplos de Sensores y Transductores
Ejemplo de Capacitor Variable

5. COMPUTADORES
Los circuitos digitales en las computadoras transportan pulsos electrónicos a altas velocidades.
Estos pulsos en un circuito pueden interferir con las señales de un circuito lindante, por lo cual
los diseñadores de computadoras incluyen capacitores para minimizar la interferencia. A pesar
de que son más pequeños que los usados en los suministros de energía, realizas la misma función
básica: absorber el ruido eléctrico que se pierde
FUENTES DE ALIMENTACIÓN
En las fuentes de alimentación (de corriente y/o de voltaje), los capacitores se utilizan para
eliminar ("filtrar") el rizado o ripple remanente de la conversión de corriente alterna (AC) en
continua (DC) realizada por un circuito rectificador.
OSCILADORES
Un oscilador es un dispositivo capaz de convertir la energía de corriente continua en corriente
alterna a una determinada frecuencia. El funcionamiento es en base al principio de oscilación
natural que constituyen una bobina y un condensador.
EL FLASH DE LAS CÁMARAS FOTOGRÁFICAS
Los brillantes flash de las cámaras usados para tomar fotografías con baja luz vienen de una
lámpara de xenón. Un pulso de alto voltaje enciende la lámpara por unas pocas milésimas de
segundo, el tiempo suficiente para iluminar un cuarto. Para obtener un alto voltaje a partir de la
batería de la cámara, que produce sólo pocos voltios, un circuito "bombea" cargas eléctricas en el
capacitor. El voltaje se acumula en el capacitor hasta que tiene suficiente luz como para la
lámpara de xenón. Cuando la cámara hace el flash, envía la electricidad del capacitor a la
lámpara. Esto vacía el capacitor, que la cámara recarga para otra imagen.
El alto voltaje para el Flash de una Cámara
Fotográfica viene de un capacitor.

6. TUBOS FLUORESCENTES.
A menudo se intercala entre los terminales de entrada de un tubo fluorescente un condensador
que tiene la finalidad de permitir que el factor de potencia del dispositivo sea cercano a 1. A este
tipo de compensación se le denomina «compensación en paralelo» debido a este arreglo.
COMPENSACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA.
El factor de potencia es el indicador utilizado para medir la eficiencia eléctrica, siendo el valor
de 1 (100%) el óptimo. Cuando el indicador de potencia posee un valor de 1, significa que toda
la energía se convierte en trabajo. Si el factor de potencia es menor a 0.9 las empresas eléctricas
pueden aplicar multas. Cualquier instalación residencial, comercial, o industrial en la cual
existan algún tipo de motores eléctricos, (bombas de agua, elevadores, compresores, etc.),
pueden presentar necesidades de contar con bancos de capacitores para corregir el factor de
potencia y evitar las penalizaciones de las empresas eléctricas
CIRCUITOS DE AUDIO
Los capacitores tienen muchos usos en los equipos de audio. Bloquean la corriente continua de
las entradas de los amplificadores, previniendo un repentino ruido sordo o estampido que podría
dañar los parlantes y el oído humano. Los capacitores usados en los filtros de audio te permiten
controlar la respuesta de los bajos, los rangos medios y el sobreagudo. Los instrumentos
musicales como los órganos usan capacitores de Mylar o de poliestireno para crear tonos
musicales.
Diagrama de la conexión de un tubo fluorescente con
un capacitor, y un balastro (inductor).

7. DESFILIBRADORES
El desfibrilador es un aparato que se usa para reanimar enfermos en situaciones de emergencia
cardíaca. El desfibrilador usa un condensador que puede almacenar 360J y entregar esta energía
al paciente en 2ms.
INDUCTORES
Un inductor funciona de acuerdo al fenómeno de la autoinducción, almacenando energía en
forma de campo magnético.
Está constituido normalmente por una bobina o enrollado de conductor, típicamente alambre o
hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo hecho de material
ferroso (por ejemplo, acero magnético), para incrementar su capacidad de magnetismo. Si se
aplica una corriente a la bobina que aumenta o disminuye con el tiempo, conforme cambia esta
corriente, el flujo magnético a través de la bobina también cambia e induce una fuerza
Ejemplo de un circuito de audio
que contiene capacitores
Ejemplo del uso de un
desfilibrador

8. electromotriz en la bobina. De acuerdo a la ley de Lenz, la polaridad de este voltaje se opone al
cambio en el campo magnético de la corriente de la fuente. Por tanto, la bobina provoca que el
circuito se vuelva “perezoso” conforme reacciona a los cambios en la corriente.
APLICACIONES
Se consideran algunas aplicaciones de los inductores:
ELECTROIMÁNES
El Electroimán constituye un uso directo del concepto de las bobinas. Un electroimán es un tipo
particular de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente
eléctrica, desapareciendo el campo en cuanto cesa dicha corriente. Tal efecto se consigue
mediante el contacto de dos metales; uno en estado neutro y otro formado por un cable enrollado
sobre el primero y atravesado por dicha corriente. Son componentes principales en los motores
eléctricos, en los muchos interruptores eléctricos en los frenos y embragues electromagnéticos de
los automóviles, (de todos estos hablaremos mas luego), en tubos de rayos catódicos, en
espectrómetros de masas. Se usan electroimanes muy potentes en grúas para levantar pesados
bloques de hierro y acero, y para separar magnéticamente metales en chatarrerías y centro de
reciclado Los trenes de levitación magnética usan poderosos electroimanes para flotar sin tocar
las vías sobre las que circulan. Existen infinidades de usos de los electroimanes. Aunque estos
son de distintos tamaños, materiales, geometría, potencia, etc., todos funcionan bajo el mismo
principio básico.
Fun cionamiento básico de un
electroimán.
Pesadas láminas de acero sostenidas porpoderosos
electroimanes

9. TRANSFORMADORES
Un transformador es una máquina estática de corriente alterna, que permite variar alguna
función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia,
en el caso de un transformador ideal. Está constituido por dos bobinas de material conductor,
devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí
eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que
se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas
apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o
devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del
sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en
este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.
MOTORES ELÉCTRICOS/ GENERADORES ELÉCTRICOS
Los generadores transforman energía mecánica en energía eléctrica, y los motores transforman
energía eléctrica en energía mecánica. Esto sucede gracias a la interacción de los dos elementos
principales que los componen: la parte móvil llamada rotor, y la parte estática que se denomina
estator. En los motores se transforma energía eléctrica en movimiento rotatorio de un eje
mediante campos magnéticos generados por bobinas. Y a la inversa, en los generadores el
movimiento rotatorio de un eje genera energía eléctrica en las bobinas al hacer pasar un campo
magnético a través de las mismas.
Un transformador bifásico de 37.5 KVA

10. TUBOS FLUORESCENTES.
El funcionamiento básico de los tubos fluorescentes depende de un elemento inductor adicional
que acompaña al tubo y que comúnmente se llama balastro. El balastro es una bobina que se
encarga de mantener un flujo de corriente estable en la lámpara.
FILTROS
En las fuentes de alimentación se usan bobinas para filtrar componentes de corriente alterna, de
manera que se obtiene solamente corriente continua en la salida.
FUENTES RECTIFICADORAS
Las bobinas integran los circuitos de filtrado para salidas de fuentes rectificadoras tanto
pequeñas como de potencia.
Componentes básicos de un motor o generador
eléctrico. En los motores, el bobinado crea un campo
magnético que impulsa el rotor. En los generadores,
la rotación del eje hace pasar un campo magnético
por el bobinado,lo cual genera energía eléctrica.
Ejemplo de un balastro electrónico utilizado para
tubos fluorescentes.

11. BOBINAS DE RF
Los inductores utilizados par alta frecuencia son llamados bobinas de choque de RF o bobinas de
RF. Como la radio fue uno de los usos populares de las bobinas de alta frecuencia, se conocen
como bobinas de radiofrecuencia o RF. Son muy útiles en los televisores, así como en muchos
otros aparatos, actuando como filtros. Las bobinas de RF usados en circuitos de radio son
diseñados tanto para uso en radiofrecuencia como en audiofrecuencia.
TIMBRES
En un timbre, existe una bobina por la que circula una corriente alterna que genera un campo
magnético, el cual hace moverse alternativamente una paleta que golpea la campana de un lado a
otro.
Funcionamiento básico de un timbre
Ejemplos de bobinas RF

12. ELECTROVÁLVULAS
Una bobina de tipo solenoide abre o cierra mediante atracción magnética una válvula que
controla el paso de un fluido. Típicamente la válvula se mantiene cerrada por la acción de un
muelle, al aplicar corriente al solenoide la abre venciendo la fuerza del muelle y dejando pasar el
fluido.
RELÉS/CONTACTORES
Esos son interruptores que son controlados eléctricamente. Básicamente, su funcionamiento
depende de una bobina por la que circula una corriente; ésta genera un campo magnético que
mueve un elemento ferromagnético el cual a su vez abre o cierra un interruptor eléctrico. Los
Relés y Contactores están presentes en todos los automatismos eléctricos.
Ejemplo de una electroválvula.
Ejemplo de un relé Ejemplo de un contactor

13. SENSORES INDUCTIVOS
En un sensor inductivo, una bobina detecta el paso de un elemento ferromagnético por sus
proximidades generando una tensión eléctrica en sus extremos. Son muy usados en automóviles
y en todo tipo de maquinaria ya que al no tener partes móviles no sufren desgastes.
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
Consiste de dos bobinas colocadas en serie, estas producen un campo magnético opuesto. Si la
corriente que circula por las bobinas no es igual (lo cual detecta una fuga de corriente en el
circuito) las fuerzas se descompensan y se abre el interruptor.
FRENOS ELÉCTRICOS VEHICULARES
Para su fabricación se emplean unas bobinas que se instalan entre dos discos solidarios con el eje
de la transmisión del vehículo. Estas bobinas crean un campo magnético fijo, y es el movimiento
de los rotores, lo que produce la variación de velocidad, ya que a mayor velocidad de giro, mayor
Funcionamiento de un sensorinductivo.Utilizando
el campo magnético creado por la bobina se detecta
la presencia de un metal.

14. es la fuerza de frenado generada por el campo electromagnético que atraviesa los discos rotores.
Son utilizados en camiones, autobuses, o trenes.
BOBINAS DE IGNICIÓN EN MOTORES DE COMBUSTIÓN
Estas son formadas por dos bobinas, su función es muy similar al de un transformador. Es el
elemento encargado de generar la alta tensión con la cual se va a alimentar a la bujías en los
motores de combustión.

15. Fuentes:
http://www.odisagt.com/index.php?showPage=170
http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Campo-electrico/Electrico11.htm
http://www.ehowenespanol.com/
http://es.wikipedia.org/
http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/funcionamiento-de-los-
transformadores
http://www.elementosmagneticos.com/content/aplicaciones-de-las-bobinas-electromagn%C3%A9ticas_lang-es