UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

CAMPUS IRAPUATO SALAMANCA SEDE

YURIRIA

LABORATORIO DE MEDICIONES

Capacitores

GARCIA TELLEZ OMAR CHRISTIAN

omasterblack@hotmail.com

7 FEBRERO DE 2012

Capacitores

Objetivo: Identificar, conocer su valor y diferentes tipos de encapsulados de

capacitores fijos y variables.

Introduccin

Los capacitores son componentes electrnicos que se forman cuando dos

superficies conductoras y paralelas se separan con un dielctrico. La relacin

entre la corriente y la variacin del voltaje con respecto al tiempo y la capacitancia

es:

i= C de / dt (a)

a) Existen varios simbolos de los capacitores (tanto fijos como variables) para

la representacin en un diagrama, como se muestran a continuacin

Capacitores Polarizados No polarizado Variable

b) La capacitancia de un capacitor formado por dos placas paralelas de area

A, separadas por una distancia d es:

C = A / d

Donde

= 8.854*10^(-12) faradios / metro

c) De la ec. (a) se puede observar que en una tensin e constante a travez

del condensador requiere que pase x el, una corriente cero; por tanto, un

condensador es un circuito abrierto a la corriente continua. Tambin es

evidente que una variacin brusca de tensin, requiere una corriente infinita

y por lo tanto podemos decir que un capacitor se pone siempre a cambios

bruscos de voltaje.

d) D) otra relacin que es valida en un capacitor al resolver la ecuacin

diferencial

d e = (1 / C) i dt

q = C e

e) Al seleccionar un capacitor, es preciso tomar en cuenta lo siguiente

Su valor y limite

Voltaje: cd, ca, pico y transistorios de sobre voltaje

Tamao fsico

Limites de temperatura

Toleracia

Variacin de capacitancia con el voltaje

Fugas

Valor de Q (Factor de Calidad)

Efectos parsitos, inductancia serie.

Fijos o variables

Estabilidad ambiental: choques, vibraciones, ciclos de temperatura,

humedad, resistencia mecnica, altitud, aislamiento, duracin del cdigo de

colores.

Gama de frecuencias

Costos

Cdigos de identificacin del valor de los capacitores

Los capacitores al igual que los resistores tienen cdigos de identificacin de sus

valores asi como diversos encapsulados y rangos de aplicacin.

A continuacin se proporcionan

a) Algunos cdigos empleados para leer el valor de capacitores de

polister metalizado, cermicos y tubulares.

TENSIN MAXIMA Vcc

ANILLO DE COLOR

COLOR Rojo Amarillo Azul

VOLTAJE 250 400 630

Tolerancia

C10pF

(%)

Negro

(20)

Caf

(1)

Rojo

(2)

Naranja

(3)

- Verde

(5)

- Blanco

(10)

VALOR DE CAPACITOR EN pf Primer color

1 cifra Negro

(0) Caf (1)

Rojo (2)

Naranja (3)

Amarillo (4)

Verde (5)

Azul (6)

Violeta (7)

Gris (8)

Blanco (9)

Primer color 2 cifra

Negro (0)

Caf (1)

Rojo (2)

Naranja (3)

Amarillo (4)

Verde (5)

Azul (6)

Violeta (7)

Gris (8)

Blanco (9)

Primer color 3 cifra

Negro (1)

Caf (10)

Rojo (100)

Naranja (1000)

Amarillo (10000)

Verde (100000)

Azul _

Violeta (0.001)

Gris (0.01)

Blanco (0.1)

CAPACITORES CERAMICOS TIPO PLATE

SERIE 630 CLASE 2A: TOLERANCIAS ESTRECHAS, ALTA ESTABILIDAD

SERIE 629 CLASE 2: MAYOR CAPACIDAD EN LAS MISMAS

DIMENSIONES DE LA SERIE DE LA SERIE 630

CAPACITORES CON DIELCTRICO DE CERMICA PARA USO EN UNA

AMPLIA VARIEDAD DE EQUIPO ELECTRNICO COMO ELEMENTOS DE

ACOPLAMIENTO O DESACOPLAMIENTO.

SERIE 629 SERIE 630

RANGO DE CAPACITANCIAS 1000 A 1200 PF(E3) 180 A 4700 PF(E12)

TENSIN NORMAL DE C.C. 36 V 100V

TOLERANCIA EN LA CAPACITANCIA -20 / +80 10%

Rango de temperatura -10 A +55 C -55 A +85C

COEFICIENTE DE TEMPERATURA ppm/C

Color Rojo +

Violeta

(oro)

Gris

Obscuro

Negro Marrn Rojo

Obscuro

Rojo

Claro

Naranja Verde

Obscuro

Azul

Claro

Violeta Azul

Obscuro

Coeficiente

(x10^(-8))

+100 +33 0 -33 -47 -75 -220 -330 -475 -750 -1500

TOLERANCIA

Letra C

TOLERANCIA

Letra C

VALOR DE CAPACITOR EN pf Primer color

1 cifra Negro

(0) Caf (1)

Rojo (2)

Naranja (3)

Amarillo (4)

Verde (5)

Azul (6)

Violeta (7)

Gris (8)

Blanco (9)

Primer color 2 cifra

Negro (0)

Caf (1)

Rojo (2)

Naranja (3)

Amarillo (4)

Verde (5)

Azul (6)

Violeta (7)

Gris (8)

Blanco (9)

Primer color 3 cifra

Negro (1)

Caf (10)

Rojo (100)

Naranja (1000)

Amarillo (10000)

Verde (100000)

Azul _

Violeta (0.001)

Gris (0.01)

Blanco (0.1)

COEFICIENTE DE TEMPERATURA ppm/C

Color Rojo +

Violeta

(oro)

Gris

Obscuro

Negro Marrn Rojo

Obscuro

Rojo

Claro

Naranja Verde

Obscuro

Azul

Claro

Violeta Azul

Obscuro

Coeficiente

(x10^(-8))

+100 +33 0 -33 -47 -75 -220 -330 -475 -750 -1500

b) Caractersticas de valores comerciales de capacitores y la designacin

de la tolerancia por medio de letras. Observar la forma de designar el

coeficiente de temperatura.

Capacitancia (Pf)

Tolerancia

Coef. de tem.

Tensin Vcc

Clase Capaci-tancia (pf)

Toleran -cia

Coef. de

tem.

Tensin Vcc

Clase

1.0 C NP0 500 1 150 J NP0 500 1

1.5 C NP0 500 1 150 J N750 500 1

1.8 C NP0 500 1 220 K Z5F 500 2

2.2 C NP0 500 1 270 K Z5F 500 2

2.7 C NP0 500 1 330 K Z5F 500 2

3.3 C NP0 500 1 390 K Z5F 500 2

3.9 C NP0 500 1 470 K Z5F 500 2

4.7 C NP0 500 1 560 K Z5F 500 2

5.0 C NP0 500 1 680 K Z5F 500 2

5.6 C NP0 500 1 820 K Z5F 500 2

6.8 D NP0 500 1 1000 K Z5F 500 2

7.5 D NP0 500 1 1000 M Z5U 500 2

8.2 D NP0 500 1 1000 M Z5U 500 2

10 J NP0 500 1 1500 K Z5F 500 2

12 J NP0 500 1 1800 K Z5F 500 2

15 J NP0 500 1 2200 K Z5P 500 2

18 J NP0 500 1 3300 K Z5P 500 2

Tolerancia

C10pF

(%)

Negro

(20)

Caf

(1)

Rojo

(2)

Naranja

(3)

- Verde

(5)

- Blanco

(10)

22 J NP0 500 1 4700 K Z5P 500 2

27 J NP0 500 1 0.01 M Z5U 500 2

33 J NP0 500 1 0.01 Z Z5U 500 2

39 J NP0 500 1 0.01 M Z5U 50 2

47 J NP0 500 1 0.01 M Z5U 100 2

56 J NP0 500 1 0.01 Z Z5U 50 2

68 J NP0 500 1 0.022 Z Z5U 50 3

82 J NP0 500 1 0.047 Z Z5U 16 3

100 J NP0 500 1 0.047 Z Z5U 50 3

120 K NP0 500 1 0.1 Z Z5U 50 3

0.22 Z Z5U 16 3

Tolerancias: C = 0.25 Pf D = 0.5 Pf J = 5 % K = 10 % M = 20% Z= - 20 + 80 %

c) Tabla de diferentes tipos de capacitores, rangos de fabricacin, Voltaje

de Trabajo, Temperatura de Operacin, Tolerancia y Resistencia de

Aislamiento.

Tipo Gama de

capacitancia V mx de

Trabajo (V) Temperatura de

Op. Mx. C Tol. %

Resistencia de Aislam. (M)

Mica 1 pF - 0.1 uF 50 000 150 0.25 a 5 >100000

Mica Plateada 1 pF - 0.1 uF 75 000 125 1 a 20 1000

Papel 500 pF - 50 uF 100000 125 10 a 20 100

Poliestireno 500 pF - 10 uF 1000 65 0.5 10000

Policarbonato 0.001 pF - 1 uF 600 140 1 10000

Polister 500 pF - 10 uF 600 125 10 10000

Cermica k (baja) k (alta)

1 pF - 0.001 uF 100 pF 2.2 uF

6000 100

125 85

5 a 20 100 a -20

1000 100

Vidrio 10 pF - 0.15 uF 6000 125 1 a 20 >100000

Vacio 1 5000 pF 60 000 85 5 Almacenador

de energa 0.5 pF - 250 uF 50 000 10 10 a 20 100

Electroltico: de Aluminio de Tantalo

1 uF 1F 0.001 - 1000 uF

700 100

85 125

100 a -20 5 a 20

1

La siguiente figura nos muestra la variacin de la capacitancia con respecto a la

temperatura:

Como se ve en la figura 1.3 la mayora de los capacitores aumentan o disminuyen

su capacitancia al cambiar la temperatura de operacin. Por ejemplo en los

capacitores de cermica pueden existir dielctricos muy estables ante cambios en

temperatura como el tipo NP0 clase 1 o bien menos estables con variaciones de

15% en el rango de -30 a +125 C como el X7R clase II bien aun menos

estables como el tipo Z5U que representar cambios entre -22% y -56% en el

rango de temperatura de 10 a 85C. Z5U no es tan estable como X7R NP0.

La k es la constante dielctrica y tiene diversos valores para diferentes materailes

como se muestra a continuacin

Constantes Dielctricas de algunos materiales Utilizados comnmente

Dielctrico k

Vacio 1

Aire 1.0006

Tefln 2

Poliestireno 2.5

Mylar 3

Papel, Parafina 4

Mica 5

Oxido de Aluminio 7

Oxido de Tantalo 25

Cermica (k baja) 10

Cermica (k alta) 100-10000

Los capacitores pueden conectarse en serie, paralelo y serie paralelo. Las

expresiones bsicas para la obtencin del valor del capacitor equivalente son:

a) Para una combinacin serie:

b) Para una combinacin paralelo

Aplicacin de cdigos:

Utilizado el cdigo que se pide, diga que colores tienen los siguientes capacitores:

a) 4.7 uF al 5% y 250 Vcc (Cdigo de colores)

amarillo, violeta, verde, verde, rojo

b) 0.1 uF al 5% y 400 Vcc (Cdigo de colores)

caf, negro, verde, verde, amarillo

Combinaciones serie y paralelo

a) Para el diagrama de 3 capacitores en serie (0.1 uF, 0.01 uF y 0.001 uF) que

se muestra a continuacin, proporcione una expresin matemtica de su

capacitancia equivalente y su valor.

1/Ceq = (1/C1)+(1/C2)+(1/C3)

= (1/1)+(1/0.01)+(1/0.001)

= 0.9009pF

b) Para el diagrama de 3 capacitores en paralelo (0.1 uF, 0.01 uF y 0.001 uF)

que se muestra a continuacin proporcione una expresin matemtica de

su capacitancia equivalente y su valor.

Ceq =C1+C2+C3

=0.1+0.01+0.001

=0.111 uF

c) Para el circuito serie paralelo con 6 capacitores (1 de 1uF, 2 de 0.1 uF, 2

de 0.01 uF, 1 de 0.001 uF). Mostrando su desarrollo, calcule la capacitancia

equivalente y su valor.

Ca =C2+C4

1/Cb =(1/Ca)+(1/C3)

Cc =C2+Cb

1/Ceq =(1/C1)+(1/Cc)+(1/C3)

Ceq =0.111 uF

De la clasificacin de la tabla 1.4.3 c (descartando el de vidrio, vacio y de

almacenamiento de energa), proporcione un dibujo de cada capacitor que los

fabricantes nos proporcionan a los usuarios y el smbolo correspondiente de los

polarizados y los no polarizados en general.

Para los siguientes elementos, proporcione un dibujo de su estructura fsica

presente en el mercado nacional y su smbolo.

a) Capacitor Variable de sintona en un radio de AM/FM

b) Capacitor Variable de aire en Tndem

Conclusiones:

Al estar trabajando con capacitores se puede observar que gracias a

la experiencia con las resistencias es fcil detectar el valor de estos ya

que tienen el mismo cdigo, la nica diferencia es que los capacitores

tienen diferentes propiedades ya que las resistencias impiden el paso

de corriente y los capacitores son almacenadores de energa elctrica.