Components d'un circuit elèctric
3. Diferents elements dins un circuit
3.2. Condensadors
El condensador és un element que permet emmagatzemar carrega elèctrica per efecte electrostàtic (dos càrregues properes s'atrauen). Constructivament consta de dues plaques metàl·liques (les armadures) separades per un aïllant elèctric (el dielèctric).
La càrrega emmagatzemada en un condensador és directament proporcional a la capacitat de carrega i a la tensió entre les seves armadures.
Q =carga [C] |
La unitat de mesura de la capacitat és es el farad, el símbol de la unitat és correspon a F i la variable s'anomena C.
El farad és una unitat molt petita per aquest motiu la majoria dels cops les veurem com a μF (10-6F), nF (10-9F) o pF (10-12F).
Símbol del condensador |
|
Condensador sense polarització | Condensador amb polarització o electrolític. Aquest condensadors no permeten canviar la polaritat de la connexió |
El comportament d'un condensador és diferent en corrent continu (C.C.) i en corrent altern (C.A.).
En corrent continu el condensador es carrega o descarrega en un temps determinat en funció del corrent que pot absorbir. Aquest corrent depèn de la tensió màxima, la capacitat del condensador i la resistència que limita la carrega segons les expressions:
Carrega Descarrega |
C = capacitat [F] |
Si dividim aquestes expressions per C ens permetrà calcular la tensió instantània entre extrems del condensador.
Carrega Descarrega |
u = tensió instantània [V] |
S'anomena constant de temps (τ) d'un circuit RC a la a la relació:
τ = constant de temps [s] |
Un condensador es considera totalment carregat o descarregat quan a transcorregut 5τ que equival al 99% de la carrega. Algun altres autors ho consideren per 3τ equivalent al 95%. La constant de temps es mesura amb segons [s].
gràfic carrega |
gràfic descarrega |
En el moment inicial hi ha un gran corrent elèctric que carrega o descarrega el condensador i va disminuint a mida que passa el temps. Un cop està carregat no circularà cap corrent elèctric.
Exemple Calcula la constant de temps i el temps que triga a carregar-se un condensador de 150 μF a traves d'una resistència de 220 kΩ Quina serà la carrega del condensador als 10 s de connectar-lo a un potencial de 24 V? i la tensió del condensador? |
L'energia que pot emmagatzemar un condensador ve determinada per:
E = energia [J] |
Exemple Calcula l'energia màxima del condensador de l'exercí anterior a 24 V |
El comportament del condensador en corrent altern s'estudiara en el capítol corresponent.