Lección Capacitancia en AC · Capacitores en DC
Qué es un capacitor
Un capacitor almacena energía eléctrica en un campo entre dos placas conductoras separadas por un dieléctrico. No es una batería: acumula carga mientras hay diferencia de potencial y puede descargarse de golpe si no trabajas con cuidado. En campo lo verás en arranque de motores, filtros, fuentes y corrección de factor de potencia.
Qué problema resuelve un capacitor
Imagina dos placas metálicas muy juntas pero sin tocarse. Si conectas una fuente de DC entre ellas, los electrones se acumulan en una placa y se «retiran» de la otra. Eso crea un campo eléctrico en el espacio entre placas (el dieléctrico). El capacitor guarda energía en ese campo.
En la práctica del oficio, eso significa:
- puede suavizar variaciones de voltaje (filtro),
- puede entregar un pulso de corriente (arranque de motor),
- puede bloquear DC y dejar pasar AC (acoplador, desacoplador),
- puede retrasar o adelantar corriente respecto al voltaje en AC (lo verás en lecciones posteriores).
Carga electrostática: qué significa «cargar» un capacitor
Cargar un capacitor es mover electrones de una placa a la otra hasta que el voltaje entre placas iguala (en magnitud) al voltaje de la fuente. Mientras carga, hay corriente en el circuito externo aunque no haya camino continuo a través del dieléctrico.
Al principio, las placas están neutras y la «distancia» eléctrica entre ellas es baja: la corriente es alta. Conforme se acumula carga, el voltaje en el capacitor sube y la corriente baja. Cuando el voltaje del capacitor alcanza el de la fuente, la corriente cae a cero (circuito DC ideal).
Descargar es lo contrario: conectar las placas por una resistencia o una carga y dejar que la energía almacenada regrese al circuito.
Regla de seguridad que debes grabar:
Un capacitor descargado no hace nada. Un capacitor cargado puede dar un golpe aunque hayas quitado la fuente.
Siempre asume carga residual en equipos con capacitores grandes (fuente conmutada, arrancador, banco de corrección de factor de potencia).
El dieléctrico: por qué no es «aire vacío»
Entre las placas hay un material aislante llamado dieléctrico: cerámica, poliéster, papel impregnado, electrolito en capacitores electrolíticos, etc. El dieléctrico:
- impide que las placas se cortocircuiten,
- aumenta la capacitancia respecto al vacío (constante dieléctrica),
- limita el voltaje máximo que el capacitor soporta antes de perforarse.
Si el voltaje aplicado supera la calificación de voltaje del capacitor, el dieléctrico puede fallar. En electrolíticos polarizados, aplicar voltaje invertido destruye el componente y puede hacerlo reventar o ventear.
Capacitancia: la medida de cuánto almacena
La capacitancia (C) indica cuánta carga (Q) almacena por cada volt (V) aplicado:
C = Q / V
Unidad: faradio (F). En campo casi nunca verás faradios enteros; verás microfaradios (µF), nanofaradios (nF) y picofaradios (pF).
| Prefijo | Símbolo | Factor |
|---|---|---|
| micro | µF | 10⁻⁶ F |
| nano | nF | 10⁻⁶ F |
| pico | pF | 10⁻⁶ F |
Factores que aumentan C (a mayor valor, más capacitancia):
- Mayor área de placa.
- Menor distancia entre placas.
- Mejor dieléctrico (mayor constante dieléctrica).
Piensa: «¿cuánto tanque eléctrico cabe entre estas placas?»
Calificaciones que lees en el cuerpo del componente
En servicio no basta con «es un capacitor». Debes leer:
| Dato | Por qué importa |
|---|---|
| Capacitancia (µF, nF) | Valor para reemplazo y cálculo |
| Voltaje de trabajo (Vdc o Vac) | Nunca operar por encima; margen de seguridad |
| Tolerancia (±5 %, ±10 %, ±20 %) | Afecta filtros y tiempos RC |
| Temperatura (°C) | Arranque de motor en gabinete caliente |
| Polaridad (+/−) | Solo en electrolíticos; invertir = falla |
Un capacitor de 35 µF / 370 V en un condensador de marcha (run) no se reemplaza por uno de 35 µF / 250 V «porque es más barato». El voltaje de trabajo debe ser igual o mayor que el pico que verá en servicio.
Comportamiento básico en DC (antes de entrar a AC)
En DC, al conectar la fuente:
- Corriente inicial alta → cae exponencialmente.
- Voltaje en el capacitor sube → llega al de la fuente.
- Corriente final ≈ 0 A.
El capacitor en DC se comporta como circuito abierto una vez cargado (ideal). Por eso en placas de control a veces ves un capacitor en paralelo con un relay: filtra el «ruido» y mantiene estable el voltaje de bobina durante un instante.
En AC (más adelante) la historia cambia: la carga y descarga se repiten cada ciclo y hay corriente continua alterna.
Símbolo y orientación en esquemático
El símbolo son dos líneas paralelas (placas). En electrolíticos polarizados verás una línea curva o un signo − marcando el polo negativo; el positivo es el otro terminal.
Nunca instales un electrolítico polarizado al revés en DC. En AC con electrolítico no polarizado o diseñado para AC (como muchos de arranque/start), sigue la etiqueta del fabricante del motor o del capacitor.
Caso de campo
Situación. Compresor de A/C de 240 V no arranca. El técnico anterior cambió el capacitor de marcha (run) por uno de capacitancia correcta pero voltaje nominal 250 V en un sistema donde el pico puede superar 330 V.
Qué pasó. El capacitor funcionó unas semanas y luego se hinchó. El compresor recibe voltaje incorrecto en la bobina auxiliar; arranque débil o nulo.
Lección aplicada. Capacitancia sola no basta: voltaje de trabajo y tipo (run vs start, polarizado vs no) deben coincidir con la placa de datos. Descargar el capacitor antes de desconectar (resistencia de grado, probador con descarga) y verificar valor con medidor apropiado.
En el campo
Síntoma
Capacitor hinchado, venteado, con olor a quemado o terminal fundido
Dónde mirar
Capacitor de motor (run/start), fuente conmutada, banco de corrección FP
Causas probables
- Voltaje excedido, polaridad invertida, capacitor seco por edad/calor, valor incorrecto
Qué medir
- Capacitancia fuera de circuito (después de descarga segura), voltaje en servicio, temperatura ambiente del gabinete
Qué no hacer
- Tocar terminales sin descargar
- puentear con destornillador
- reemplazar solo por µF sin revisar V y tipo
Checklist
- Explico qué es carga/descarga en un capacitor
- Distingo dieléctrico, placas y campo eléctrico
- Uso C = Q/V y unidades µF, nF, pF
- Leo capacitancia, voltaje, tolerancia y polaridad en la etiqueta
- Descargo capacitores antes de manipular
- No invierto polaridad en electrolíticos de DC