Hola chicos, soy Raúl, de Mentalidad de Ingeniería. En este vídeo vamos a ver capacitores para aprender cómo funcionan, dónde los usamos y por qué son importantes. Recuerde que la electricidad es peligrosa y puede ser fatal. Debe estar calificado y capacitado para realizar trabajos eléctricos.
No toque los terminales de un capacitor ya que puede causar una descarga eléctrica. Entonces, ¿qué es un capacitor? Un capacitor...
o también conocido como condensador, almacena una carga eléctrica. Es un poco como una batería, excepto que almacena energía de una manera diferente. No puede almacenar tanta energía, aunque puede cargar y descargar su energía mucho más rápido. Esto es muy útil y es por eso que encontrará capacitores utilizados en casi todas las placas de circuitos.
Entonces, ¿cómo funciona un capacitor? Quiero que primero pienses en una tubería de agua con agua fluyendo a través de ella. El agua continuará fluyendo hasta que cerremos la válvula.
Entonces, no puede fluir agua. Si después de la válvula dejamos que el agua fluya hacia un tanque, el tanque almacenará parte del agua, pero continuaremos haciendo que el agua fluya fuera de la tubería. Cuando cerremos la válvula, el agua dejará de verterse en el tanque, pero aún así obtendremos un suministro constante de agua hasta que el tanque se vacíe. Entonces... Podemos usar un tanque de agua para almacenar agua y suavizar las interrupciones en el suministro.
En los circuitos eléctricos, el capacitor actúa como el tanque de agua y almacena energía. Puede liberar esto para suavizar las interrupciones en el suministro. Si activamos y desactivamos un circuito simple muy rápidamente sin un capacitor, la luz parpadeará.
Pero si conectamos un capacitor al circuito, entonces la luz permanecerá encendida durante las interrupciones, al menos durante un corto periodo de tiempo, porque el capacitor ahora está descargando y alimentando el circuito. Dentro de un capacitor básico tenemos dos placas metálicas conductoras, que generalmente están hechas de aluminio. Estos estarán separados por un material aislante dieléctrico, como la cerámica.
Dieléctrico significa que el material se polarizará cuando esté en contacto con un campo eléctrico. Veremos qué significa eso en breve. Un lado del capacitor está conectado al positivo del circuito y el otro lado está conectado al negativo. Por un lado del capacitor puede ver una franja y un símbolo. Esto indicará que este es el negativo.
Además, la pata negativa será más corta. Si conectamos un capacitor a una batería, el voltaje empujará los electrones desde el terminal negativo hacia el capacitor. Los electrones se acumularán en una placa del capacitor, mientras que la otra placa liberará a su vez algunos electrones. Sin embargo, los electrones no pueden pasar a través del capacitor debido al material aislante.
Finalmente, el capacitor tiene el mismo voltaje que la batería y no fluirán más electrones. Ahora hay una acumulación de electrones en un lado. Esto significa que hemos almacenado energía y podemos liberarla cuando sea necesario.
Debido a que hay más electrones en un lado en comparación con el otro y los electrones están cargados negativamente, esto significa que tenemos un lado que es negativo y un lado que es positivo, por lo que hay una diferencia de potencial o una diferencia de voltaje entre los dos. Podemos medir esto con un multímetro. El voltaje es como la presión.
Cuando medimos el voltaje, medimos la diferencia o la diferencia de potencial entre dos puntos. Si imagina una tubería de agua a presión, podemos ver la presión con un manómetro. El manómetro también compara dos puntos diferentes.
La presión dentro de la tubería en comparación con la presión atmosférica fuera de la tubería. Cuando el tanque está vacío, el medidor lee cero porque la presión dentro del tanque es igual a la presión fuera del tanque. por lo que el medidor no tiene nada con lo que comparar. Ambos son la misma presión.
Lo mismo con el voltaje. Estamos comparando la diferencia entre dos puntos. Si medimos a través de una batería de 1,5 voltios, leemos una diferencia de 1,5 voltio entre cada extremo.
Pero si medimos el mismo extremo, entonces leemos cero porque no hay diferencia. Es lo mismo. Volviendo al capacitor.
Medimos y leemos una diferencia de voltaje entre los dos debido a la acumulación de electrones. Todavía obtenemos esta lectura incluso cuando desconectamos la batería. Si recuerdas con imanes, los opuestos se atraen y atraen uno hacia el otro. Lo mismo ocurre con la acumulación de electrones cargados negativamente. Se sienten atraídos por las partículas cargadas positivamente de los átomos en la placa opuesta, pero nunca pueden alcanzarlos debido al material aislante.
Esta atracción entre los dos lados es un campo eléctrico que mantiene los electrones en su lugar hasta que se hace otro camino. Si luego colocamos una pequeña lámpara en el circuito, ahora existe un camino para que los electrones fluyan y lleguen al lado opuesto. Entonces los electrones fluirán a través de la lámpara alimentándola y los electrones llegarán al otro lado del capacitor. Sin embargo, esto solo tendrá una corta duración hasta que la acumulación de electrones se iguale en cada lado.
Entonces el voltaje es cero, por lo que no hay fuerza de empuje y no fluirán electrones. Una vez que conectemos la batería nuevamente, el capacitor comenzará a cargarse. Esto nos permite interrumpir la fuente de alimentación y el capacitor proporcionará energía durante estas interrupciones.
Entonces, ¿dónde usamos capacitores? Se ven un poco diferentes, pero son fáciles de detectar. En las placas de circuito tienden a parecerse a estos.
Y podemos verlos representados en dibujos de ingeniería como estos. También obtenemos capacitores más grandes que se usan en motores de inducción, ventiladores de techo o unidades de aire acondicionado. y algunos así de grandes para corregir el factor de potencia deficiente en edificios grandes. Por un lado del capacitor encontraremos dos valores. Estos serán la capacitancia y el voltaje.
Medimos la capacitancia del capacitor en unidades de faradios que mostramos con una F mayúscula, aunque generalmente mediremos un capacitor en microfaradios, por lo que tenemos un símbolo de micro justo antes de este que se parece a la letra U con una cola. El otro valor es nuestro voltaje, que medimos en voltios con una V mayúscula. En el capacitor, el valor del voltaje es el voltaje máximo que el capacitor puede manejar.
Hemos cubierto el voltaje en detalle en un vídeo aparte. Consulta los enlaces a continuación. Este capacitor tiene un valor de voltaje determinado y si excedo este valor, explotará.
Te lo mostraré de nuevo con nuestra cámara lenta. ¡Ah, genial! Entonces, ¿por qué usamos capacitores?
Una de las aplicaciones más comunes de capacitores en grandes edificios es para la corrección del fa... factor de potencia. Cuando se colocan demasiadas cargas inductivas en un circuito, las formas de onda de corriente y voltaje no estarán sincronizadas entre sí y la corriente se quedará atrás del voltaje.
Luego usamos bancos de capacitores para contrarrestar esto y volver a alinear los dos. Hemos cubierto el factor de potencia antes con gran detalle. Consulta los enlaces a continuación.
Otra aplicación muy común es suavizar los picos de voltaje al convertir AC a DC. Cuando usamos un puente rectificador completo, la onda sinusoidal de AC se voltea para hacer que el ciclo negativo fluya en una dirección positiva. Esto engañará al circuito para que piense que está recibiendo corriente continua. Pero uno de los problemas con este método son las brechas entre los picos. Pero como vimos anteriormente, podemos usar un capacitor para liberar energía en el circuito durante estas interrupciones, y eso suavizará la fuente de alimentación para que se parezca más a una fuente de DC.
Podemos medir la capacitancia y el voltaje almacenado usando un multímetro. No todos los multímetros tienen la función de capacitancia, pero dejaré un enlace a continuación para el modelo de multímetro que yo utilizo. Debe tener mucho cuidado con los capacitores, ya que ahora sabemos que almacenan energía y pueden mantener alto voltaje durante mucho tiempo, incluso cuando están desconectados de un circuito.
Para verificar el voltaje, cambiamos a voltaje de DC en nuestro medidor y luego conectamos el cable rojo al lado positivo del capacitor y el cable negro al lado negativo. Si obtenemos una lectura de varios voltios o más… Entonces, deberíamos descargarla conectando de manera segura los terminales a una resistencia y continuar leyendo el voltaje. Queremos asegurarnos de que se reduzca el rango de milivoltios antes de manipularlo, de lo contrario podremos recibir una descarga.
Para medir la capacitancia simplemente cambiamos el medidor a la función de capacitor. Conectamos el cable rojo al lado positivo y el cable negro al lado negativo. Después de un breve tiempo el medidor nos dará una lectura. Probablemente obtendremos una lectura cercana al valor indicado, pero no exacta. Por ejemplo, este tiene un valor de 1000 microfaradios, pero cuando lo leemos obtenemos una medición de alrededor de 946. Este tiene un valor de 33 microfaradios, pero medimos alrededor de 36. Bueno, esto es todo por ahora, pero para continuar tu aprendizaje, mira uno de los vídeos en pantalla ahora y te veré allí para la próxima lección.
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