El cortocircuito de un condensador cargado conlleva un gran riesgo de quemar el componente electrónico y otros elementos del circuito. También supone un peligro de electrocución e incendio. Cuanto mayor sea la capacitancia y la tensión del condensador, mayor será el daño causado en caso de cortocircuito. Recuerde siempre descargar el condensador antes de retirarlo del circuito. Vea cómo hacerlo.

En este artículo descubrirá:

• Cómo funciona un condensador;
• Qué son los parámetros del condensador;
• Cómo descargar un condensador.

¿Cómo funciona un condensador?

Los condensadores son un sistema de dos electrodos separados por material dieléctrico, en los que se acumulan cargas eléctricas del mismo valor y potenciales opuestos. Hay muchos tipos de condensadores que pueden dividirse en varios subtipos. Los más sencillos están formados por dos elementos metálicos, entre los que se coloca material dieléctrico -por ejemplo, aire, material cerámico o papel impregnado-. Estos elementos metálicos se denominan placas y se utilizan para almacenar energía eléctrica.

El suministro de tensión a las placas del condensador inicia el proceso de acumulación de electricidad – al igual que en el caso de las pilas. Cuando la fuente de tensión se desconecta debido a la atracción electrostática, la carga eléctrica permanece en las placas del condensador. Las cargas acumuladas son de igual valor pero tienen potenciales opuestos.

La descarga segura del condensador es un proceso similar a la carga del condensador. Cuando se aplica una tensión continua (U) a los terminales del condensador con una capacidad específica, se almacena carga (Q) en el condensador, que es el producto de la capacitancia y la tensión. La capacidad se mide en faradios. En un condensador con una capacidad de 1 faradio, una carga de 1 culombio genera 1 voltio. Debido a que 1 faradio es un valor muy alto, los condensadores utilizados en electrónica e ingeniería eléctrica suelen caracterizarse por capacitancias medidas en picofaradios, nanofaradios, microfaradios y milfaradios.

Los condensadores sólidos pueden dividirse en dos subcategorías básicas: condensadores de película y de cerámica. La descarga segura de un condensador depende en gran medida de su diseño. Los condensadores de poliestireno se caracterizan por su alta estabilidad y resistencia de aislamiento, así como por un límite superior de temperatura de funcionamiento relativamente bajo.

Los condensadores de lámina están hechos de una lámina de tres capas en una disposición de electrodo-dieléctrico-electrodo, que luego se enrolla y se coloca en una carcasa adecuada. Se utilizan con bastante frecuencia en los circuitos eléctricos y electrónicos de diversos tipos de electrodomésticos y dispositivos de audio y vídeo. Un ejemplo de este tipo de condensadores es el modelo WIMA FKP2D021001I00HSSD.

Uno de los tipos de condensadores más comunes en los circuitos integrados son los condensadores cerámicos formados por placas cerámicas con electrodos metálicos, como el modelo SR PASSIVES CC-10/100. Se recomienda utilizar un receptor de alta resistencia para descargarlos.

Parámetros del condensador

Para saber cómo descargar un condensador, es necesario conocer los parámetros de este componente eléctrico. Los parámetros básicos de un condensador son su capacidad nominal, la tolerancia de la capacidad, la tensión nominal y la pérdida dieléctrica.

Además, el condensador se caracteriza por: la tensión alterna admisible, la resistencia de aislamiento, el coeficiente de temperatura de la capacidad, la clase climática y las dimensiones, así como la capacidad de carga de los impulsos, la potencia nominal y la frecuencia de corte.

La capacidad es el parámetro más importante a tener en cuenta cuando se planifica la descarga segura de un condensador. Es la capacidad de un condensador para acumular una carga y es proporcional al producto de la permeabilidad dieléctrica y la superficie de los electrodos e inversamente proporcional a la distancia entre los electrodos (espesor dieléctrico).

La capacidad del condensador especificada por el fabricante es una capacidad nominal que es prácticamente imposible de alcanzar – el valor de la capacidad puede verse afectado por muchos factores ambientales. Por esta razón, se indica un porcentaje de tolerancia de la capacitancia, es decir, la desviación porcentual de la capacitancia real con respecto al valor nominal.

La pérdida de un condensador determina la pérdida de energía asociada al funcionamiento del condensador bajo tensión alterna, que se caracteriza por una tangente de pérdida. Estas pérdidas suelen ser mayores que las pérdidas dieléctricas, lo que está relacionado con la aparición de pérdidas en los electrodos, así como con la frecuencia y la temperatura que afecta al circuito del condensador.

¿Cómo se descarga un condensador?

La descarga de un condensador depende del tipo y de la capacitancia del mismo. Los condensadores de más de un faradio deben descargarse con mayor cuidado, ya que su cortocircuito puede provocar no sólo daños en el condensador, sino también explosiones y descargas eléctricas.

La descarga segura de un condensador se reduce a la conexión a sus terminales de cualquier carga de resistencia que sea capaz de disipar la energía almacenada en el condensador. Por ejemplo: ¿cómo descargo un condensador de 100 V? Para ello se puede utilizar una resistencia estándar o una bombilla de 110 V. El condensador iluminará la bombilla transfiriendo su energía y la fuente de luz también indicará el nivel de carga del componente. Por supuesto, también se puede utilizar un receptor resistivo diferente.

Para descargar el condensador, se debe utilizar un receptor de alta resistencia. Tardará más tiempo en descargar la carga almacenada en las placas, pero éstas seguramente se descargarán por completo.

Un condensador con una capacitancia más pequeña también puede descargarse preparando un sistema de descarga especial que consiste en un condensador conectado en serie y una resistencia. Al diseñar dicho sistema, preste atención al tiempo de descarga del condensador y a la potencia necesaria de la resistencia.

El tiempo de descarga del condensador es igual al producto de la resistencia que está conectada en serie al condensador y de la capacitancia. Transcurrido este tiempo, la tensión del elemento debe caer hasta un tercio de la tensión inicial, y su descarga completa debe producirse en un tiempo igual a cinco veces el producto de la resistencia y la capacitancia.

Cuanto más pequeña sea la resistencia, más rápido se descargará el condensador. Por ejemplo: en el caso de la descarga de un condensador de 10 uF con el uso de una resistencia de 1 kΩ, el tiempo de descarga será de 0,01 segundos. En el caso de la descarga de un componente de 1 mF utilizando la misma resistencia, el tiempo de descarga de 1/3 del valor inicial de la carga se extenderá a 1 s.

Recuerde que la descarga segura del condensador debe realizarse mediante una resistencia adecuada. El uso de una resistencia infravalorada puede provocar su deterioro. Por lo tanto, al seleccionar una resistencia, tenga en cuenta la potencia emitida por la misma, que es igual al cociente de la raíz cuadrada de su tensión y su resistencia. Las resistencias estándar pueden transmitir una potencia de hasta 0,25 W. El uso de una resistencia de este tipo con un condensador más grande con una carga y un voltaje grandes hará que se queme. Por lo tanto, en el caso de componentes pequeños, vale la pena utilizar una resistencia con una potencia de 5 W y una resistencia de, por ejemplo, 1 kΩ, como SR PASSIVES MOF5WS-1K.

Los condensadores más grandes para aplicaciones de energía eléctrica deben estar equipados con resistencias de descarga, que después de desconectar la fuente de alimentación descargan este elemento en pocos minutos.La descarga segura de un condensador de potencia trifásico debe llevarse a cabo utilizando un cable YDY de 4 mm2 y consistir en cortocircuitar las fases individuales del elemento con un cable PE.

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