Leer los valores de los capacitores puede parecer complicado al principio, pero una vez que se entienden las unidades y las equivalencias, resulta mucho más sencillo.
Un capacitor es un componente electrónico que almacena energía eléctrica en un campo eléctrico. Se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde suavizar señales eléctricas hasta almacenar energía temporalmente. La capacidad de un capacitor para almacenar carga eléctrica se mide en faradios (F).
Antes de entrar en materia, es importante refrescar el tema de los submúltiplos del faradio. Las unidades más comunes que verás en la mayoría de los capacitores son el picofaradio (pF), el nanofaradio (nF) y el microfaradio (µF). Un pF es el submúltiplo más pequeño usado en electrónica. Un nanofaradio es 1.000 veces más grande que un picofaradio y 1.000 veces más pequeño que un microfaradio. Un picofaradio es 1.000.000 (un millón) de veces más pequeño que un microfaradio.
Recordar esta relación es importante porque con valores relativamente grandes de capacitores, hablar de ellos en una descripción como "el capacitor de 1 millón de pF" es incómodo. Lo mismo ocurre si usamos el valor en microfaradios para un capacitor de 18pF, resultando en 0,000018 µF, algo bastante ilegible.
Para valores mayores de 1µF, como en los electrolíticos de aluminio o tantalio, generalmente se escribe el valor en el cuerpo seguido de la abreviatura "uF" (aunque la correcta es µF). Para valores por debajo de 1 µF, el tema es menos claro y se utilizan sistemas de codificación.
Antes que los puristas se lamenten, aclaro que la abreviación correcta del microfarad es el símbolo griego micro (µ) seguido por la letra F mayúscula. Debido a que generalmente cuando uno escribe un texto, no tiene a disposición los símbolos griegos en el teclado o también para evitar que en los distintos pasajes y codificaciones con distintos sets de caracteres a través de internet, este símbolo no sea transcripto erróneamente se tiende a reemplazarlo por la letra minúscula "u".
Codificación Numérica en Capacitores Cerámicos
Muchos capacitores, especialmente los cerámicos de lenteja, utilizan un código numérico para indicar su capacitancia. Este sistema se basa en un número de tres dígitos seguido, en algunos casos, por una letra que indica la tolerancia.
Los dos primeros dígitos indican el número inicial, mientras que el tercer dígito representa la cantidad de ceros que es necesario agregar al número inicial para obtener el valor final en picofaradios (pF).
Ejemplos de Codificación Numérica:
- Un capacitor con el número "472" es de 47 seguido de 2 ceros, o sea 4700 pF. Debido a que hemos superado los 1000 picofaradios, podemos decir que nuestro capacitor es de 4,7 nF (nanofaradios). En este caso, no conviene usar la unidad microfarad porque el valor no sería fácil de leer (0,0047 µF).
- Si un capacitor tiene el código 103, esto significa 10 x 10³ pF = 10,000 pF o 10 nF.
- Si los dígitos son '680', esto equivale a un valor de capacitancia de 68 pF.
- Si los dígitos son '681', esto equivale a un valor de capacitancia de 680 pF.
- Si los dígitos son '682', esto equivale a un valor de capacitancia de 6,8 nF.
- Si los dígitos son '683', esto equivale a un valor de capacitancia de 68 nF.
- Si los dígitos son '684', esto equivale a un valor de capacitancia de 680 nF.
- Si los dígitos son '685', esto equivale a un valor de capacitancia de 6,8 µF.
Algunos fabricantes utilizan una codificación numérica simplificada donde el último dígito actúa como multiplicador. Por ejemplo, si los dígitos son '682', esto equivale a 68 x 10² pF = 6800 pF = 6,8 nF.
Es importante notar que el último dígito en este sistema de multiplicador no suele ser mayor que 6, ya que los capacitores cerámicos oscilan típicamente entre 1 pF y 99 µF.
Tolerancia y Voltaje de Trabajo
La letra que se encuentra al final del número de tres dígitos en algunos capacitores indica la tolerancia del componente. La tolerancia es el margen de error permitido entre el valor indicado y el valor real del capacitor. Por ejemplo, la letra "J" suele indicar una tolerancia del ±5%, mientras que la "K" indica ±10%.
Es interesante observar que algunas letras corresponden a "tolerancias asimétricas", como por ejemplo la "P", que significa que el componente puede tener una mayor capacidad respecto a la indicada, pero no una menor.
Por último, nos falta una información que en ciertos casos puede ser útil: la tensión máxima de trabajo que el capacitor puede soportar sin dañarse. Un capacitor está compuesto por placas metálicas aisladas entre sí. Si la tensión es elevada, existe el riesgo de que un arco eléctrico traspase el aislamiento y rompa el componente.
Muchas veces, la tensión máxima de trabajo se encuentra escrita claramente, especialmente en capacitores diseñados para tensiones elevadas. Otras veces, el valor de tensión directamente no se indica, lo que suele suceder con capacitores usados en circuitos de baja tensión, que típicamente soportan tensiones entre 50V y 100V, bastante por encima de las tensiones de trabajo comunes de 12V/18V.
Consideraciones Adicionales sobre Capacitores Cerámicos
La capacitancia real de los condensadores cerámicos rara vez coincide exactamente con la indicada en las especificaciones una vez instalados en aplicaciones finales. Dependiendo de la frecuencia, tensión y el dieléctrico utilizado, la capacitancia real puede variar significativamente.
Los fabricantes de condensadores cerámicos pueden utilizar diferentes materiales para cumplir con los requisitos de temperatura nominal, pero esto no significa que todos los condensadores cerámicos X7R tengan el mismo coeficiente de tensión o estén hechos del mismo material dieléctrico. La tolerancia de capacitancia establecida generalmente se basa en la temperatura, no en la tensión de polarización.
Es fundamental comprobar que el coeficiente de tensión sea el mismo para todas las piezas si es importante mantener la capacitancia. Por desgracia, esta información suele ser difícil de encontrar y generalmente ni siquiera está en la hoja de datos. Si la capacitancia real es crítica en la aplicación, es importante probarla en dicha aplicación.
La frecuencia y la tensión CA también afectan a la capacitancia real. Para aplicaciones de suministro de energía, es necesario verificar que la tensión nominal del condensador cerámico sea varias veces mayor que el punto de operación si utilizan dieléctricos económicos con coeficiente de temperatura, como Y5V.
En aplicaciones de filtro, sincronización o alta precisión donde la tensión fluctúa y la capacitancia debe permanecer estable, es importante utilizar un condensador de grado superior. Si tienes que utilizar un condensador cerámico por razones de tamaño, los dieléctricos Clase I C0G o NP0 son una excelente opción, ya que son más estables a diferentes temperaturas y tensiones.
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Si tienes dudas sobre el valor de un capacitor, especialmente si el código es ilegible o inexistente, puedes utilizar un medidor de capacitancia. Este dispositivo te mostrará la capacitancia en la unidad correcta, ahorrándote el trabajo de descifrar códigos.
Ya sea que estés reparando un dispositivo, diseñando un circuito o simplemente aprendiendo sobre electrónica, dominar la lectura de capacitores y conocer las equivalencias entre microfaradios, nanofaradios y picofaradios te será de gran ayuda.