Condensador

Un condensador es un elemento en un circuito eléctrico que se define por su principal función que es almacenar energía eléctrica.

En su forma más simple, un condensador se construye con dos placas separadas por un material dieléctrico.

La representación del condensador, en esquemas eléctricos, se realiza con uno de los dos siguientes símbolos (figura 1).

Fig. 1 Símbolo del condensador

La propiedad de almacenar energía del condensador se denomina capacidad. La capacidad se define por una de las dos siguientes ecuaciones $$i(t)=C\cdot\dfrac{du(t)}{dt}\quad ;\quad u(t)=\dfrac{1}{C}\int_0^t i(\tau)d\tau +v(0)$$ La unidad de la capacidad es el faradio, $F$, en honor al físico inglés Michael Faraday.

A diferencia de las resistencias eléctricas, los condensadores no disipan energía ya que la energía absorbida por un condensador se almacena, total o parcialmente, en el campo eléctrico entre sus electrodos.

El estudio del elemento condensador en un régimen estacionario en corriente continua determina que su comportamiento es como un circuito abierto, a diferencia de las bobinas que son cortocircuitos, ya que una vez finalizados los transitorios electromagnéticos, se tiene que $\dfrac{du(t)}{dt}=0$, luego $$i(t)=C\cdot\dfrac{du(t)}{dt}=C\cdot 0=0$$ Por tanto, $i(t)=0$ lo que es equivalente a un circuito abierto.

El estudio del comportamiento del elemento condensador en un régimen estacionario senoidal muestra que la corriente está adelantada $\pi/2$ respecto a la tensión. En efecto, si se somete a un condensador a una tensión $u(t)=A\cdot\sin (\omega\cdot t +\varphi)$, la intensidad que recorrerá el condensador será $i(t)=A\cdot C\cdot\omega\cdot\cos(\omega\cdot t +\varphi)$. La potencia será el producto de $u(t)$ e $i(t)$, siendo su valor medio $p_{med}=0$ (no disipan energía). La evolución en el tiempo de la tensión, intensidad y potencia para un condensador en régimen estacionario senoidal se muestran en la figura 2.

Fig. 2 Evolución en el tiempo de la tensión, intensidad y potencia en un condensador en régimen estacionario senoidal.