Un condensador es un componente capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico.
Si el resistor disipaba energía, el condensador (o capacitor) puede almacenarla temporalmente.
Esta capacidad de almacenar energía y soltarla después es la base de las fuentes de alimentación, los filtros de audio y las memorias de los ordenadores.
Piensa en una tubería de agua:
- Una resistencia sería un estrechamiento del tubo.
- Un condensador sería un tanque elástico o un cubo intercalado en la tubería. Al principio el agua fluye rápido para llenarlo, pero cuando se llena, el flujo se detiene.
Qué es un condensador
Físicamente, un condensador es tremendamente simple: son dos placas conductoras separadas por un material aislante (llamado dieléctrico).
Al conectar una batería a las placas:
Las cargas positivas se acumulan en una placa.
Las cargas negativas se acumulan en la otra.
Como el aislante está en medio, las cargas no pueden tocarse (no hay corriente a través del aislante).
Pero se atraen mutuamente a través del aislante, creando un Campo Eléctrico.
La energía queda almacenada en el campo eléctrico entre las placas.
La capacidad (C) y el faradio (F)
La capacidad se mide en faradios. Un condensador de 1 faradio presenta una carga de 1 culombio en cada placa cuando existe 1 voltio entre ellas.
El Faradio es una unidad gigantesca. Un condensador de 1 Faradio tendría el tamaño de una lata de refresco grande. En electrónica real trabajaremos siempre con submúltiplos:
- Microfaradios (µF): 10⁻⁶ F (Fuentes de alimentación).
- Nanofaradios (nF): 10⁻⁹ F (Filtros).
- Picofaradios (pF): 10⁻¹² F (Alta frecuencia).
Comportamiento en DC: el transitorio
Aquí viene lo crucial. ¿Qué pasa cuando conectamos un condensador a una pila de corriente continua (DC)?
Si existe resistencia en el camino de carga, la evolución no es instantánea y podemos dividirla en tres etapas:
El instante inicial (
El condensador empieza descargado y su tensión no puede cambiar de forma instantánea.
- La corriente inicial es máxima y queda limitada por toda la resistencia del circuito, incluida la de la fuente, los conductores y el propio condensador.
- En el instante inicial, un condensador ideal descargado puede aproximarse como un cortocircuito.
La carga
A medida que las placas se llenan de carga, empiezan a repeler a los nuevos electrones que intentan llegar (“¡Eh, aquí ya no cabemos más!”).
- La tensión en el condensador va subiendo.
- La corriente va bajando poco a poco.
- Esta curva de carga es exponencial.
El estado estacionario (
La tensión del condensador se aproxima a la de la fuente. No es que “ya no quepan” electrones: desaparece la diferencia de tensión que producía la corriente de carga.
- En el modelo ideal, la corriente tiende a cero.
- En régimen estacionario de DC, el condensador ideal se comporta como un circuito abierto (uno real conserva una pequeña corriente de fuga).
Idea clave en DC: Un condensador cargado bloquea el paso de la corriente continua.
La constante de tiempo (
¿Cuánto tarda en llenarse el depósito? Depende de dos cosas:
- El tamaño del depósito (C).
- La resistencia de la tubería de llenado (R).
Definimos la constante de tiempo Tau (𝜏) como:
- En 1𝜏, el condensador se carga al 63%.
- En
, alcanza alrededor del 99,3 % del valor final y suele considerarse cargado a efectos prácticos.
Esto es importante para diseñar temporizadores. Si quieres que una luz se apague 5 segundos después de pulsar un botón, jugarás con los valores de R y C para conseguir ese retardo.
Tipos de condensadores
Igual que con las resistencias, hay varios tipos según su construcción:
- Cerámicos (Lentejas): Pequeños, baratos, sin polaridad. Valores bajos (pF, nF).
- Poliéster / Plástico: Cuadrados, precisos. Valores medios.
- Electrolíticos: Los cilindros de aluminio. Tienen un líquido dentro (electrolito).
- Consiguen capacidades enormes (µF).
- ¡TIENEN POLARIDAD! Tienen un positivo y un negativo marcado.
Peligro de Explosión: Si conectas un condensador electrolítico al revés (el positivo al negativo), el electrolito hierve, se genera gas y el condensador explota como un petardo, soltando un humo bastante tóxico y confeti de papel metálico. Mucho cuidado.
