Guía de condensadores cerámicos: usos, tipos, características y preguntas frecuentes

Bienvenidos a nuestra guía completa de condensadores cerámicos. En este artículo, exploraremos los diversos usos, tipos, características y responderemos a algunas preguntas frecuentes sobre estos componentes esenciales en la electrónica. Si estás buscando expandir tus conocimientos sobre los condensadores cerámicos, ¡has llegado al lugar indicado! ¡Sigue leyendo para descubrir todo lo que necesitas saber!

Los condensadores cerámicos son un clase de condensadores electrostáticos de valor fijo no polarizados que utilizan una variedad de materiales cerámicos en polvo como su dieléctrico para obtener características de rendimiento particulares. Los condensadores cerámicos se utilizan en una amplia variedad de dispositivos electrónicos, incluyendo radios, televisores, computadoras y teléfonos móviles. Son especialmente adecuados para su uso en aplicaciones de alta frecuencia porque tienen una autoinducción muy baja y un tamaño físico pequeño.

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Condensador cerámico

Los condensadores cerámicos suelen tener un rango de capacitancia de 10 pF a 0,1 μF. En este artículo, aprenderá sobre la cerámica, la construcción de capacitores, sus tipos y algunas preguntas frecuentes.

Note: Since the Ceramic capacitor does not have any polarity, it is widely used in AC circuits.

¿Qué es la cerámica en un capacitor cerámico?

Las cerámicas son sustancias inorgánicas, no metálicas, de óxido cristalino, nitruro o carburo, como el silicio y el carbono. La composición de un material cerámico afecta su comportamiento eléctrico y sus usos.

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El característica fácil de moldear del material cerámico es la razón de la producción de formas precisas y más grandes de condensadores cerámicos para Aplicaciones de alta tensión, alta frecuencia (RF) y potencia. Los condensadores de cerámica multicapa (MLCC) y de disco cerámico son las dos formas de condensadores cerámicos que se utilizan en la electrónica moderna.

¿Los condensadores cerámicos son CA o CC?

Si el condensador tiene polaridad (condensador polarizado), se utiliza en circuitos de CC. Si el condensador no tiene polaridad (no polarizado), se puede utilizar tanto en circuitos de CA como de CC. Dado que un capacitor cerámico es un capacitor no polarizado, se puede usar fácilmente en circuitos de CA.

Los capacitores cerámicos se producen con una capacitancia que varía de 10 pF a 100 F con voltajes de operación de CC que van de 10 voltios a 5000 voltios.

¿Para qué se utiliza un condensador cerámico? Aplicaciones

  • Para reducir el ruido de RF. Estos condensadores están conectados en paralelo con un motor de CC para reducir las interferencias y el ruido.
  • Se utilizan como condensadores de derivación, en circuitos y filtros de amplificadores operacionales, etc.
  • Se utiliza en aplicaciones de discriminación de frecuencia (desacoplamiento) o derivación donde el factor Q y la estabilidad no son preocupaciones importantes.

Las aplicaciones importantes de los condensadores cerámicos se explican a continuación:

Condensador de acoplamiento

En un circuito de acoplamiento, un capacitor cerámico transmite solo la señal de CA y no la señal de CC. Extrae el componente AC del componente AC+DC.

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En palabras simples, el El condensador permite que las señales de CA pasen de un circuito a otro mientras bloquea las señales de CC. Los condensadores de acoplamiento se utilizan a menudo para conectar una fuente de señal, como un micrófono o un amplificador de audio, a una carga, como un altavoz o un osciloscopio. Al hacer esto, el capacitor evita que cualquier voltaje de compensación de CC que pueda estar presente en la fuente de la señal se aplique a la carga.

Condensador de desacoplamiento

Un capacitor cerámico, cuando se usa como capacitor de desacoplamiento, derivar las señales de CA alrededor de un circuito eléctrico. Esto se hace conectando el condensador entre la fuente de alimentación y la tierra.que acopla de manera efectiva las señales de CA mientras permite que la señal de CC fluya sin interrupciones.

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El capacitor actúa como un filtro, permitiendo que solo pase la señal de CC mientras bloquea las señales de CA. Este proceso se conoce como desacoplamiento y ayuda a reducir el ruido y mejorar la calidad de la fuente de alimentación.

  • Filtro de paso alto y paso bajo

Los condensadores ayudan a transmitir señales de una frecuencia particular, es decir, filtros de paso bajo que filtran los componentes de baja frecuencia y filtros de paso alto que filtran los componentes de alta frecuencia.

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¿Cuáles son las características de un capacitor cerámico?

El condensador que utiliza material cerámico como paraeléctrico como óxido de titanio (con aditivos como magnesio, tantalio, zinc y circonio) o ferroeléctrico como titanato de bario (con aditivos como óxido de aluminio, silicato de magnesio y silicato de aluminio) como dieléctrico se conoce como los condensadores cerámicos. La permitividad del capacitor está determinada por estos aditivos agregados.

El capacitor con material paraeléctrico y sus aditivos tendrá

  • baja permitividad
  • comportamiento lineal ante los cambios de temperatura
  • estable

El capacitor con material ferroeléctrico y sus aditivos tendrá

Los condensadores cerámicos tienen un alto valor de k (constante dieléctrica) que les permite alcanzar un alto valor de capacitancia en un tamaño físico pequeño.

Los capacitores cerámicos están disponibles en varios estilos y formas. Algunos de ellos se enumeran a continuación:

¿Cuáles son los tipos de condensadores cerámicos?

Condensador de chip de cerámica multicapa (MLCC): Se crea apilando una serie de condensadores individuales uno tras otro a través de una superficie terminal. El material utilizado es paraeléctrico con aditivos predeterminados.

El valor de la capacitancia está determinado por la cantidad de capacitores y su tamaño. Tiene forma rectangular y se utiliza para montaje en superficie.

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Condensadores de disco: Estos condensadores se crean recubriendo dos lados de un pequeño disco de porcelana o cerámica con plata y luego apilando los discos. Tiene cables pasantes.

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Se puede utilizar un solo disco cerámico de 3-6 mm para valores de capacitancia bajos. Tiene clasificaciones de voltaje de hasta 750 V CC y 350 V de CA

Condensador cerámico de paso (FCC): Es un condensador de tres terminales que se asemeja a un tubo. Está fabricado con una metalización exterior para soldar y una metalización interior que está en contacto con un plomo.

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Los condensadores FC reducen las frecuencias altas y se pueden utilizar como condensadores de derivación.

Condensador de potencia cerámico (CPC): Estos tipos de condensadores tienen un cuerpo de cerámica más grande. Se utilizan en sistemas de potencia de alta tensión, transformadores eléctricos y diversas instalaciones eléctricas. Tienen clasificaciones de potencia más altas de más de 200 voltios-amperios.

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¿Cómo elijo un capacitor cerámico?

Las clases dieléctricas de los capacitores cerámicos pueden ayudarlo a elegir el adecuado para su aplicación.

Capacitores cerámicos Clases dieléctricas:

Clase Descripción Tipos comunes
Clase 1 Altamente estable con respecto al cambio de temperatura, voltaje y frecuencia.
Exhibir baja pérdida.
Se utiliza en circuitos resonantes, filtros y osciladores.
NP0, P100, N33, N75
Clase 2 Poseen un coeficiente de temperatura no lineal.
Ofrece una alta eficiencia volumétrica.
Se utiliza en aplicaciones de acoplamiento, desacoplamiento, suavizado y derivación.
X7R… X5R… Y5V… Z5U
Clase 3 Ofrecen una mayor eficiencia volumétrica que los condensadores de clase 2.
Tienen un valor de permitividad en el rango de 50.000 veces mayor que los condensadores de clase 2.
Su estabilidad de temperatura no es tan buena.
Solo están disponibles los componentes con plomo. aún no estandarizado.
Características de cada clase de condensadores cerámicos.

La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y Electronic Industries Alliance (EIA) son dos organizaciones internacionales que han estandarizado estas clases de condensadores cerámicos. (Leer más)

¿Cómo se daña un capacitor cerámico?

Hay varias formas en que los condensadores cerámicos pueden funcionar mal y algunas son:

1. Agrietamiento del condensador cerámico:

Los condensadores cerámicos pueden sufrir grietas mecánicas debido a demasiada tensión física, es decir, la flexión de la placa o la presión sobre la pieza. Esta flexión excesiva puede desarrollar cortocircuitos entre capas. Dependiendo de la cantidad de corriente disponible de la fuente de alimentación, explotará o simplemente se quedará ahí y se sobrecalentará.

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2. Sobretensión

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La sobretensión es la segunda causa posible de falla del capacitor cerámico. Las capas dieléctricas (aislantes) pueden explotar bajo un voltaje excesivo, creando cortocircuitos. Un voltaje excesivo puede causar que el capacitor se flexione y resulte en un grieta de tensión.

¿Cuál es la diferencia entre el condensador cerámico y el electrolítico?

Condensador cerámico Capacitor electrolítico
La cerámica se utiliza para separar las superficies conductoras. Se utilizan capas de óxido de metal y un electrolito para separar las superficies conductoras.
El dieléctrico está hecho de material cerámico. El dieléctrico consiste en una capa de óxido muy delgada.
Condensador no polarizado Condensador polarizado
Tienen un valor bajo de ESR (resistencia en serie equivalente) Tienen una ESR más alta y dependen más fuertemente de la frecuencia.
Exhiben microfonía. No exhiben microfonía.
Note : Microphony is an effect in which electrical noise in circuits is produced by mechanical vibrations.

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Introducción

Los condensadores cerámicos son dispositivos electrónicos utilizados en una amplia gama de aplicaciones. Son componentes clave en circuitos electrónicos y se utilizan para almacenar y liberar energía eléctrica de manera controlada. En esta guía, exploraremos los usos comunes, los diferentes tipos, las características y responderemos a las preguntas frecuentes sobre los condensadores cerámicos.

Usos comunes de los condensadores cerámicos

Los condensadores cerámicos se utilizan en diversas aplicaciones, entre las cuales se incluyen:

  1. Acoplamientos de señal: Los condensadores cerámicos se utilizan para acoplar señales en circuitos electrónicos. Ayudan a transferir señales entre etapas sin afectar la polaridad o el potencial de CC.
  2. Estabilidad de voltaje: Estabilizan el voltaje en circuitos y reguladores de voltaje, eliminando fluctuaciones no deseadas y ruidos eléctricos.
  3. Supresión de ruido: Los condensadores cerámicos se usan para filtrar y suprimir el ruido eléctrico no deseado en circuitos, mejorando la calidad y la claridad de las señales.
  4. Temporización: Conectados a resistencias, los condensadores cerámicos se utilizan para controlar el tiempo y la duración de eventos en circuitos temporizados.

Tipos de condensadores cerámicos

Existen varios tipos de condensadores cerámicos disponibles:

  • Condensadores cerámicos de disco: Estos condensadores tienen forma de disco y se utilizan para aplicaciones de acoplamientos, desacoplamientos y supresión de ruido.
  • Condensadores multicapa MLCC: Son condensadores cerámicos con múltiples capas apiladas. Varias capas aumentan la capacidad y la estabilidad en comparación con los condensadores de disco individuales. Son ampliamente utilizados en aplicaciones de RF, acoplamientos, temporización y más.
  • Condensadores cerámicos de alta tensión: Diseñados para aplicaciones que requieren una alta tensión nominal, estos condensadores cerámicos son comunes en fuentes de alimentación, pulsos de energía y sistemas de telecomunicaciones.

Características de los condensadores cerámicos

Algunas de las características clave de los condensadores cerámicos incluyen:

  • Capacidad: Es la cantidad de energía eléctrica que pueden almacenar los condensadores y se mide en Faradios (F).
  • Tolerancia: Indica la variación permitida en la capacidad nominal del condensador.
  • Tensión nominal: Es la tensión máxima que un condensador puede soportar sin fallar.
  • Coeficiente de temperatura: Es la medida en la que la capacidad del condensador varía con los cambios de temperatura.

Preguntas frecuentes

  1. ¿Cuál es la diferencia entre los condensadores cerámicos y los condensadores electrolíticos?
  2. Los condensadores cerámicos son más pequeños, más económicos y tienen una capacitancia más baja en comparación con los condensadores electrolíticos. Además, los condensadores cerámicos son ideales para aplicaciones que requieren un tamaño compacto y una respuesta rápida.

  3. ¿Puedo usar un condensador cerámico en lugar de un condensador tantalio?
  4. Sí, en muchas aplicaciones un condensador cerámico puede ser reemplazado por un condensador tantalio sin problemas. Sin embargo, debes verificar las especificaciones y tener en cuenta que los condensadores cerámicos son más susceptibles a la variación de temperatura y la sobretensión, mientras que los condensadores tantalio son más estables y tolerantes a altas temperaturas.

  5. ¿Cuál es la vida útil de un condensador cerámico?
  6. La vida útil de un condensador cerámico es generalmente larga, pero puede verse afectada por factores como la temperatura de operación, la tensión aplicada y la calidad del condensador. En general, se espera que los condensadores cerámicos duren varios años en condiciones normales de funcionamiento.

Esperamos que esta guía te haya proporcionado información útil acerca de los condensadores cerámicos. Para obtener más detalles técnicos y específicos sobre estos dispositivos, puedes visitar la página de Condensadores Cerámicos en Wikipedia.


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