¿Por qué usar condensadores?

¿Por qué necesita almacenar el voltaje durante algún tiempo en un condensador? Siempre he asumido que los circuitos funcionan cuando lo enciendes y se detienen cuando lo apagas.

¿Por qué no se puede liberar todo el circuito del condensador? Si está destinado al almacenamiento, ¿por qué no usar un flip-flop?

Si todo lo que quisiera construir fuera un circuito digital, y sus fuentes de voltaje realmente mantuvieran un voltaje constante sin importar cuánta corriente se extrajera de ellas, y nada produjera ruido eléctrico, no necesitaría condensadores.

Pero las fuentes de voltaje se hunden cuando extrae corriente de ellas. Las escobillas del motor (y muchos otros componentes) producen picos de voltaje horrendos que desea filtrar de sus circuitos digitales. Algunas personas también tratan con circuitos analógicos, donde las señales de voltaje y corriente varían continuamente en un amplio rango. Para ese tipo de circuitos que varían en el tiempo, se necesitan condensadores.

Los circuitos digitales pueden ser especialmente malos, pero en general está intentando hacer que el riel de alimentación siga siendo una fuente de alimentación de CC. la mayoría de los circuitos, cuando de repente obtienen energía del riel de energía, no estarían muy contentos si el riel de energía reaccionara por inmersión.

A medida que avanza a mayor velocidad, la inductancia causa un problema mayor que la resistencia. El condensador actúa como una fuente muy cercana de energía. Sacas tu potencia de alta velocidad del condensador y la fuente de energía carga lentamente el condensador.

Cuando se hace correctamente, todo funciona según las especificaciones. Cuando se hace un producto comercial y se hace de manera incorrecta, se obtiene un producto que tiene errores muy extraños, normalmente vinculado a una carga alta ya que el voltaje realmente se hunde (sags = va por debajo de lo que debe ser). En el peor de los casos, las señales de alta velocidad atraviesan sus líneas eléctricas y la FCC no aprueba su producto, ya que irradia energía de alta frecuencia.

Los condensadores también se usan ampliamente en los circuitos de oscilador , filtro y temporización , ya que su velocidad de carga y velocidad de descarga se pueden calcular con precisión.

En un circuito RC , el valor de la constante de tiempo (en segundos) es igual al producto de la resistencia del circuito (en ohmios) y la capacitancia del circuito (en faradios), es decir, R × C. Es el tiempo requerido para cargar el condensador, a través de la resistencia, al 63,2% de la carga completa; o descargarlo al 36.8% de su voltaje inicial. Estos porcentajes de aspecto extraño se derivan de la constante matemática e (2.71828, la base de los logaritmos naturales), específicamente 1 - 1 / e y 1 / e respectivamente.

Los circuitos osciladores y de temporización se usan comúnmente en sistemas digitales para proporcionar generadores de frecuencia y temporización. Los osciladores y filtros se encuentran típicamente en circuitos analógicos, es decir, audio o radiofrecuencia (RF).

Una de las aplicaciones más populares de condensadores en ingeniería eléctrica industrial es proporcionar corrección del factor de potencia. Los condensadores almacenan energía y la liberan cada ciclo en una red de distribución de energía de CA para compensar el hecho de que las cargas altamente inductivas, como los motores eléctricos, atraen una corriente que 'se atrasa' con respecto al voltaje aplicado. Esto da como resultado un factor de potencia deficiente en la red de distribución eléctrica, lo que generalmente significa que los activos de la red no pueden utilizarse a su potencia nominal aparente.

Al usar la corrección del factor de potencia, que para cargas inductivas significa cambiar condensadores a la red de suministro, el factor de potencia se puede aumentar cerca de la unidad, lo que significa que los activos de la red, como los transformadores grandes, no necesitan ser innecesariamente sobredimensionados.

Además, la mayoría de las autoridades de suministro eléctrico penalizarán a los usuarios que tienen un factor de potencia muy bajo, ya que generalmente soportan el costo adicional de los activos de distribución sobredimensionados y subutilizados. Por lo tanto, existe un incentivo financiero para que los grandes usuarios industriales instalen equipos de corrección del factor de potencia.

Los condensadores también se utilizan para filtrar la ondulación al rectificar la alimentación de CA a CC (por ejemplo, en la etapa de entrada de un variador de velocidad variable o circuito inversor).

Además, los condensadores se utilizan para 'amplificar' las fuentes de alimentación de CC (por ejemplo: para convertir una fuente de alimentación de 5 V CC a la salida de 9 V CC). Estos se llaman circuitos 'chopper'.

Hola usuario1424 Parece que haces muchas preguntas sobre muchas cosas electrónicas. ¿Puedo recomendarle que encuentre un buen libro como "El arte de la electrónica" de Horowitz y Hill, y que lo lea bien?

¿Por qué no se puede liberar todo el circuito del condensador?

Los circuitos se dibujan ocasionalmente sin condensadores, ya que está implícito que se incluirán en cada pin de alimentación lógica. Obviamente, si usa una herramienta EDA, deben estar en el esquema en algún lugar (generalmente sin cuerpo en alguna esquina), pero está implícito que habrá al menos uno en cada pin (múltiples mayúsculas pueden cubrir un rango más amplio de frecuencias), y como lo más cerca posible

Para los prototipos, especialmente para los prototipos, los condensadores de derivación son aún más importantes. A menudo habrá mucha más inductancia en la bola de cables de lo normal. Incluso si la frecuencia de su interruptor es baja, el contenido espectral de los bordes puede ser extremadamente alto.

Vea esta pregunta:
¿Qué es un condensador de desacoplamiento y cómo sé si lo necesito?

Los condensadores de desacoplamiento sirven para varios propósitos. Primero son una protección contra las variaciones en la fuente de alimentación. Si el condensador no estuviera allí, una caída podría restablecer todo el circuito. Del mismo modo, algunas partes del circuito que consumen mucha energía pueden encenderse y apagarse durante el funcionamiento. Encender también crea un chapuzón; mucha corriente repentinamente necesaria en un lugar significa que ya no está disponible en otro lugar. El condensador es un almacenamiento intermedio que garantiza que haya suficiente corriente para todos los componentes en estos momentos de conmutación.

Un buen ejemplo son las pantallas táctiles capacitivas (p. Ej., Pantalla táctil en iPhone).

Las pantallas táctiles capacitivas usan una capa de material capacitivo para contener una carga eléctrica. Tocar la superficie de la pantalla da como resultado una distorsión del campo electrostático de la pantalla que crea una caída de voltaje, que se puede medir como un cambio en la capacitancia. Esta ubicación exacta de la caída de voltaje es recogida por un controlador y transmitida al procesador.