Un condensador es como un sándwich: dos capas de “pan” conductor y una capa de “atasco” dieléctrico
Otra forma de verlo es: imagina un cable extremadamente grueso que tiene una capa de dieléctrico a través de él: si cortamos el cable a ambos lados del dieléctrico, obtenemos la misma estructura tipo sándwich.
Para hacer un condensador más grande, necesitamos aumentar el tamaño del “emparedado” o hacer que la capa de “atasco” sea más delgada.
En cualquier caso, la resistencia del dieléctrico se ha reducido: si piensa en la analogía del cable, el “cable” dieléctrico se ha vuelto más grueso (aumento de área) o más corto (disminución de espesor). Como la resistencia se ha reducido, ahora se pierde más energía y se pierde.
Además, los dieléctricos tienen un factor de descomposición medido en voltios por metro; por lo tanto, si reduce los medidores, los voltios para romperlo también se reducen. El aire tiene de 2 a 5 megavoltios por metro, por ejemplo, por lo que cuando cae un rayo, es la ruptura de voltaje del aire.
Si utilizamos capas de dieléctrico cada vez más delgadas, restringiremos el voltaje máximo posible para cargar el condensador.
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Los condensadores tradicionales tienen dos tiras de aluminio con un dieléctrico de plástico o papel en el medio, la tira tiene muchos metros de largo y se enrolla firmemente en un cilindro para hacerla compacta: el área de superficie de las tiras está en muchos metros cuadrados.
Los modernos “Super-caps” funcionan según un principio diferente, usan un electrolito para formar algo llamado capa de Helmholtz que es como un dieléctrico de 1 molécula de espesor.
El modelo matemático es diferente a los condensadores dieléctricos normales. La mayor desventaja es que el dieléctrico electrolítico tiene un voltaje de ruptura muy bajo, por lo que el voltaje máximo es bastante bajo, lo que limita la energía total (que es proporcional al cuadrado del voltaje). Sin embargo, hay condensadores híbridos que resuelven este problema de alguna manera. bastante caro
No hay nada nuevo sobre los supercondensadores, se han desarrollado y vendido desde la década de 1980 y han seguido mejorando.
La ventaja es que los condensadores nunca se desgastan y pueden cargarse tan rápido como lo desee (hasta el límite donde las placas conductoras se queman por el calor de la gran corriente). También pueden devolver su energía instantáneamente, por lo que empacan un potente golpe que es muy útil en ciertas aplicaciones: por ejemplo, un condensador de flash de fotos empuja 45,000 vatios masivos en la bombilla del flash durante unos microsegundos, suficiente para producir una luz blanca intensa, pero no lo suficiente como para quemar el filamento en cenizas