Consideraciones prácticas para seleccionar y usar capacitores

Los capacitores, como todo componente electrónico, tienen límites operativos que deben respetarse para garantizar fiabilidad y rendimiento del circuito.

Tensión de trabajo del capacitor

Tensión de trabajo: Un capacitor es esencialmente dos conductores separados por un dieléctrico. Exceder la tensión de ruptura del dieléctrico causa cortocircuito interno y daño irreversible. Elija siempre un capacitor con tensión de trabajo al menos un 20 % superior al voltaje máximo que encontrará en el circuito.

Polaridad del capacitor

Polaridad: Ciertos capacitores, notablemente los electrolíticos, se fabrican con una fina capa aislante depositada en un electrodo durante la fabricación. Esta construcción los hace sensibles a la polaridad del voltaje; invertir la polaridad destruye el dieléctrico y cortocircuita el dispositivo. Los capacitores electrolíticos están claramente marcados con flechas de polaridad o un signo más. Los tipos no polarizados —cerámicos, de película, mylar, aire— carecen de tales marcas y pueden conectarse en cualquier dirección.

Circuito equivalente del capacitor

Circuito equivalente: Los capacitores reales exhiben una resistencia serie finita (ESR) y una resistencia de fuga paralela (R_L). Estos elementos parásitos afectan el manejo de rizado, disipación de calor y respuesta en frecuencia. Las técnicas modernas de fabricación permiten valores de ESR en el rango sub-miliohmio y resistencias de fuga superiores a 10¹² Ω, haciendo que los capacitores sean virtualmente ideales para la mayoría de aplicaciones.

Tamaño físico del capacitor

Minimizar la huella del componente es un objetivo clave en electrónica moderna. Sin embargo, el tamaño está limitado por la compensación entre tensión de trabajo y capacitancia. Para aumentar la tensión nominal, el espesor del dieléctrico debe crecer, lo que reduce la capacitancia a menos que se expanda el área de placas —aumentando el tamaño. Por consiguiente, dos capacitores de dimensiones idénticas pueden tener capacitancias y tensiones nominales muy diferentes según la elección del dieléctrico.

Por ejemplo, un capacitor de 2 µF clasificado para 2000 V ocupa un paquete relativamente grande. Si el dieléctrico se adelgazara, su capacitancia podría aumentar hasta cien veces, pero la tensión nominal caería drásticamente. En contraste, un capacitor electrolítico de tamaño similar puede proporcionar 20 000 µF a solo 35 V continuos (45 V intermitentes) gracias a su dieléctrico ultra-delgado.

A continuación se muestran muestras representativas de varios tipos de capacitores, todos más pequeños que los ejemplos anteriores:

Los capacitores electrolíticos y de tantalio son polarizados y llevan marcas claras de polaridad. Las unidades electrolíticas muestran una flecha en el terminal negativo; algunos capacitores polarizados indican el terminal positivo. Los tipos no polarizados —cerámicos, de película, mylar, aire— carecen de indicadores de polaridad.

Los capacitores son ubicuos en placas de circuito impreso. En la placa siguiente, cada componente etiquetado «C» es un capacitor:

La placa incluye capacitores electrolíticos estándar (C₃₀, C₃₆) y de tantalio (C₁₄, C₁₉, C₂₄, C₂₂), que ofrecen alta capacitancia en formato compacto.

Capacitores de montaje superficial aún más pequeños aparecen en la placa siguiente, ilustrando la tendencia hacia diseño denso de montaje superficial:

Todos los dispositivos de montaje superficial, incluidos estos capacitores y las resistencias, se seleccionan para ahorrar espacio en la placa.

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