Los condensadores son maravillosos y se comprende bien cómo afectan a un circuito eléctrico. Pero sin antecedentes básicos de electricidad y electrónica, hace que la respuesta a esta pregunta sea muy larga e involucrada. Lo intentaré, pero si no lo obtienes de mi respuesta a continuación, sigue este consejo: usa Internet. Google actual, carga, resistencia, resistencia, reactancia, inductor y condensador. Luego lea lo siguiente nuevamente:
Los condensadores consisten en dos ‘placas’ conductoras definidas por área. Su grosor es menos interesante que su área, y deben estar lo suficientemente cerca y superpuestos sin tocarse para poder formar un campo electrostático entre ellos.
Cada una de las placas tiene un cable conectado, lo que hace posible que sean parte de un circuito. El circuito podría conectarse a una fuente de corriente constante, y los electrones de la fuente fluirían a una de las placas, mientras que los electrones serían conducidos desde la otra placa de regreso a la fuente por el campo electrostático acumulado por los electrones que fluyen en El campo electrostático no requiere que exista ningún material entre las placas: podrían estar en el espacio en un vacío intenso, y aún así el campo se formaría y la corriente fluiría. La carga que fluye hacia el condensador causaría que se formara un voltaje entre las placas. Con la corriente constante, el voltaje crecería linealmente. Eventualmente, comenzaría a disminuir, ya que la fuente de corriente constante alcanza el punto donde no puede producir un voltaje lo suficientemente alto como para forzar que la corriente fluya contra la acumulación de carga.
El paradigma es diferente si el voltaje se mantiene constante a través del capacitor: el capacitor se cargará inmediatamente a plena capacidad siempre que la resistencia en los cables sea de 0 ohmios. Sin embargo, esto solo sucede en los condensadores ideales: incluso el cable de conexión tiene resistencia. Para comprender lo que sucede, podemos insertar una resistencia de valor conocido en el circuito, y usar un conjunto de placas y distancia entre ellas que causen una capacitancia conocida: 1 ohm, un Farad. (Por cierto, un Farad es enorme: la mayoría de los circuitos usan microFarads, los circuitos de alta frecuencia usan picoFarads). Si el voltaje que aplicamos también es de 1 Volt, es bastante fácil describir lo que sucede en el condensador:
En el primer segundo, el condensador se carga a .632V. El primer instante de este período, el condensador aparece en el circuito como abierto, y todo el voltaje cae a través del condensador.
[Rabbit Trail1: es importante saber que, en un circuito, todo el voltaje suministrado por la fuente de voltaje (o ‘elevado’ por la fuente) debe ser eliminado. Cada componente en el circuito tiene la posibilidad de desarrollar un voltaje a través de él, y ese voltaje sigue la Ley de Ohm I = E / R o E = IR (donde E es voltaje, I es corriente y R es resistencia). Para un circuito abierto , R es gigantesco, y yo es cero en la apertura. Aquí está la parte importante, ¡así que escucha! La resistencia en nuestro circuito tiene una resistencia muy pequeña en comparación con el abierto, y debido al abierto, su corriente es 0, por lo que esto da como resultado una E que es muy pequeña. Entonces la resistencia no pierde voltaje, y todo debe caer a través de la abertura. Este es un axioma: en un circuito, una apertura deja caer todo el voltaje generado por la fuente que se aplica a la rama donde se produce la apertura. Eso probablemente suena extraño, pero en un circuito paralelo, un abierto aún deja caer todo el voltaje aplicado al circuito paralelo, incluso mientras la otra rama, que no tiene abierto, conduce corriente. Solo recuerda: un abierto deja caer todo el voltaje. Entonces, si tiene una batería y conecta una resistencia a un terminal y deja el otro lado de la resistencia sin conectar, y mide el voltaje con el terminal sin conectar de la batería como Tierra (sonda negativa), leerá el voltaje de la batería en el positivo terminal, y también en el extremo más alejado de la resistencia. ]
Entonces, en t = 0, el capacitor está abierto y cae todo el voltaje. La resistencia de 1 ohmio es débil en comparación con la impedancia gigantesca de Cap (otra palabra que usamos para resistencia) y la corriente a través de la resistencia comienza en nada. ¡Pero la tapa no está completamente abierta! Si un electrón adicional pudiera entrar en una placa, ¡empujaría un electrón del otro lado! Eso es actual, ¡aunque las placas no estén conectadas!
Entonces, en el tiempo t = .000 … 1 segundo, tenemos una corriente. De hecho, tenemos una corriente torrencial, porque esa placa está lista para aceptar todos los electrones que puede obtener en este momento, y en realidad actúa como un corto.
[Rabbit Trail2: Un corto puro pasa cualquier corriente disponible, pero baja el voltaje solo de acuerdo con la resistencia del corto. Consideramos que todos los cables son cortos absolutamente puros en los circuitos ideales, por ejemplo: no reconocemos que el cable de conexión AWG24 en realidad tiene 25.67 ohmios por 1000 pies, por lo que tiene 2.139 mOhms (.002139 ohmios) por pulgada, porque eso es 1 / 467.5 ohmios por pulgada, mientras que la resistencia de 1 ohmio que estamos usando es 467.5 veces más grande. Las herramientas de banco generalmente tienen problemas para medir resistencias tan pequeñas (y la mayoría de los circuitos usan cientos y miles de ohmios en cada resistencia). Por lo tanto, no nos importa que el cable conectado al condensador agregue .008 ohmios a nuestra resistencia de 1 ohmio. Así que, axiomáticamente, ignoramos la resistencia del cable a menos que hagamos algo que implique mediciones muy precisas. Esto no es así.]
Entonces, el condensador, en el primer instante en que se aplica voltaje, actúa como un cortocircuito, y la resistencia de 1 ohm es la única resistencia que afecta la corriente. I = E / R, E = 1v, R = 1ohm, entonces I = 1Amp. La corriente fluye hacia la bobina como gangbusters. Pero, a medida que los electrones se juntan en la placa, empujando los electrones de la otra placa a través del campo electrostático, el capacitor desarrolla voltaje. A medida que el voltaje aumenta a través del condensador, se resta del voltaje a través de la resistencia: su voltaje combinado debe ser igual al voltaje de la fuente. Al final de un segundo, el voltaje del capacitor es de hasta .632V, el voltaje de la resistencia es de .268V.
En el segundo segundo, el condensador ha seguido cargándose, pero más lentamente, porque la resistencia comienza con un voltaje más bajo (y actúa como el dispositivo limitador de corriente en el circuito: solo el condensador extraería tanta corriente como esté disponible y se cargaría). ¡más rápido de lo que puedas imaginar!) Esta corriente reducida eleva el voltaje del condensador en .233V al 86.5% de 1V. El siguiente segundo carga el capacitor en otro .085v, el segundo segundo en .032V, y otro segundo lo eleva en .011V. Después de cinco segundos, el voltaje del capacitor es de .993V y si traza una línea que compara el tiempo con el voltaje, obtendría una curva que es exponencial ascendente: la pendiente de la línea es empinada en el primer segundo, aplanándose al quinto segundo. El cambio en el siguiente segundo sería minuto, solo una porción de .007V, y en teoría el capacitor nunca alcanzaría exactamente 1V. Lo hace, porque 1eV es el nivel granular, y no puede obtener fracciones de 1eV (ni medirlas en el banco).
En electrónica, llamamos a cada uno de los cinco pasos “constante de tiempo”, y los denominamos TC. Podemos calcular el tiempo de la constante de tiempo: TC = RC, por lo que con una resistencia de 1Kohm y un condensador de 1uf (1000 ohmios, 1 millonésima parte de un Faradio) tendríamos un TC de 0,001 segundo. Consideramos cinco constantes de tiempo suficientes para cargar la capacidad del capacitor (ciertamente dentro del 1% de la carga completa). Para cada TC, el capacitor se carga según los porcentajes del voltaje aplicado: TC1 = 63.2%, TC2 = 23.3%, TC3 = 8.5%, TC4 = 3.2%, TC5 = 1.1%, siempre del voltaje aplicado al circuito que consiste del condensador y su resistencia de control. Esto da como resultado un aumento de voltaje en el capacitor de TC1 = 63.2%, TC2 = 86.5%, TC3 = 95%, TC4 = 98.2%, TC5 = 99.3%
Así es como funciona un condensador: tiene dos placas, entre las cuales está una dieléctrica, que aísla, pero tiene la capacidad de soportar un campo electrostático, que está controlado por su permeabilidad) y permite conectarlo a un circuito. Se carga, linealmente para una corriente constante, exponencialmente para un voltaje constante, y el tiempo que lleva alcanzar un cierto porcentaje de capacidad se controla mediante una resistencia en serie simple, lo que lo hace útil para el tiempo. A medida que sucede, se descarga de la misma manera, y algunos circuitos son capaces de cambiar la resistencia de control de descarga, lo que permite el control de operaciones secuenciales y, si se repite, permite crear formas de onda de CA.
El condensador es el doble del inductor, por el cual identificamos la tendencia del inductor a la inercia (evitando el cambio en la corriente) y la tendencia del condensador a actuar como un abierto cuando está completamente cargado (es decir, evitando la corriente que no cambia).
En cuanto a cómo afecta a un circuito, esta es una pregunta que abarca toda la ingeniería electrónica. Podría dar una lista de aplicaciones de circuitos de condensadores y hacer 1000 entradas sin tocar el tema de manera significativa. Podría describir, con un detalle más exquisito, cómo un condensador reacciona a las señales de CA, cómo la combinación de condensadores con resistencias o inductores permite temporizar y filtrar y generar circuitos de señal, cómo los condensadores se suman en paralelo y disminuyen la capacitancia en serie (lo contrario de cómo las resistencias trabajo), cómo se utilizan para limpiar las señales de alimentación, separar las señales de comunicación, garantizar que los circuitos de conmutación nunca se queden sin corriente disponible, cómo pueden aislar los voltajes de CC de un circuito que entra en otro mientras dejan pasar las señales, cómo pueden formarse, daños , borrar o aclarar señales, cómo pueden … ¡pero ya solo hablando de amplias categorías de cómo los condensadores afectan los circuitos ha tomado un párrafo robusto y no ha presentado absolutamente ninguna información útil!
Entonces, en este punto, la pelota está en tu cancha. Salga y busque en Internet información sobre electricidad y electrónica básicas, teoría, leyes, suposiciones, errores, etc., etc.
Ten un buen viaje!