Hoy hablaremos de como leer el valor de los capacitores (o
condensadores) para circuitos impresos tradicionales (con
perforaciones).
Aunque si el sistema descripto puede ser usado también con los
componentes a montaje superficial, algunas indicaciones como por ejemplo
la tolerancia y también la tensión de trabajo, en estos últimos no se
encuentra escrita.
Existe una codificación precisa para indicar el valor de las
resistencias, el famoso sistema de las bandas de color. Por el
contrario, con los capacitores (o condensadores), los fabricantes usan
distintos métodos creando a veces un poco de confusión.
Foto de un capacitor electrolítico en el que podemos observar claramente el valor de capacidad y la tensión máxima de trabajo
Para valores mayores de 1uF (como por ejemplo con los electrolíticos
de aluminio o de tantalio) generalmente escriben el valor en el cuerpo
seguido por la abreviación de microfarad (uF). Para valores por debajo
de 1 uF (1 microfarad) el tema es menos claro. Generalmente se usa una
codificación que consiste en un numero de tres dígitos seguido por una
letra.
Capacitores poliester para alta tensión
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” aunque si no debemos olvidar que estamos hablando siempre de la
letra ” µ ” (micro). Otro caso de este tipo es el símbolo Ω (ohm) que a
veces se reemplaza con la letra “E” o, frecuentemente, no se escribe.
Capacitores para altísima tensión (12.000V) de 2nF
Como dicho al inicio, a excepción de los capacitores electrólitos que
generalmente superan ampliamente el valor de 1 microfarad, el universo
de los capacitores usados en electrónica está compuesto por capacitores
con valores que van desde pocos picofarad o pF (capacitores cerámicos o
disco que parecen lentejas) hasta los cercanos a 1 microfarad o 1 µF
(poliester multiestrato).
Antes de seguir, refresquemos un poco el tema de los submúltiplos. Un
pF (picofarad) es el submúltiplo más pequeño que existe para indicar en
modo “práctico” la capacidad. Digo práctico porque existen submúltiplos
todavía más pequeños (femto, atto, zepto y yocto) pero no son usados en
electrónica. 1 picofarad es 1.000.0000 (1 millón) de veces más pequeño
de 1 microfarad (µ F). El motivo por el cual los padres de la
electricidad y de la electrónica nos han complicado así la vida creando
una unidad tan grande (el farad) que nos obliga a trabajar con
semejantes submúltiplos es un misterio para mi, quizás algún lector sabe
la respuesta y me la puede ilustrar en los comentarios o en el foro
.
Típico capacitor de 100nF usado en la mayor parte de los proyectos de inventable
A mitad camino entre el picofarad y el microfarad existe otro
submúltiplo muy usado que se llama nanofarad y que es 1.000 veces más
grande que 1 picofarad y 1000 veces más pequeño de un microfarad (justo a
mitad del camino). Recordarse esta relación es importante porque con
valores relativamente grandes de capacitores, por ejemplo uno de 1 uF,
hablar de él en una descripción como “el capacitor de 1 millon de pF” es
medio incomodo y lo mismo vale para un capacitor de 18pF (usado
normalmente en los generadores de clock de los microcontroladores) si
para indicarlo usáramos el valor 0,000018 uF, (algo bastante ilegible).
Por lo tanto, aconsejo a los iniciados en electrónica de recordarse bien
la conversión “al vuelo” entre los tres múltiplos (micro, nano y pico).
Ejemplos de valores típicos
Volviendo al sistema de codificación para capacitores entre 1pF y 1uF
(la casi totalidad de los capacitores a excepción de los
electrolíticos), decíamos que el valore se encuentra indicado con un
número de tres dígitos seguido por una letra. Las 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. El resultado obtenido es necesario considerarlo
en picofarad.
Tres
ejemplos de codificación. En el primer diseño se observa solo el valor
en pF, en el segundo se encuentra indicada también la tolerancia
mientras que en el tercero podemos observar el valor, la tolerancia y la
tensión máxima de trabajo
Por ejemplo: una capacitor con el número “472″ es de 47 + 2 ceros, o
sea 4700 pF (picofarad). Debido a que hemos superado los 1000 picofarad
podemos “pasar” de submúltiplo y entonces podemos decir que nuestro
capacitor es de 4,7nF. En este caso no nos conviene usar la unidad micro
porque el valor no sería fácil de leer (0,0047uF). Con valores más
grandes, como por ejemplo los usadísimos capacitores de filtro con el
número 104, es decir, 10 + 4 ceros = 100.000 pF o también 100nF, es
común que los proyectistas de circuitos usen la indicación 0,1 uF o .1uF
(punto uno uF).
Capacitor de 100nF, +/-5% de tolerancia y 100V de tensión máxima de trabajo
Ahora hablemos de la letra que se encuentra al final del número de
tres dígitos. Es simplemente la tolerancia del componente, es decir,
cuanto puede ser diverso el valor real respecto al valor indicado.
Confieso que, por mucho tiempo no tenía la menor idea de su función y lo
he descubierto después de muchos años de electrónica. Probablemente
porque trabajando “normalmente” es un parámetro no muy importante. En la
figura siguiente podemos observar cada letra a que tolerancia
corresponde. Es interesante observar el hecho que algunas letras
corresponden a “tolerancias asimétricas” como por ejemplo la “P”, es
decir, el componente puede tener una mayor capacidad respecto a la
indicada pero no una menor. Este tipo de tolerancia es usada con los
capacitores de “filtro” donde un posible valor mayor de lo indicado no
perjudica mínimamente el funcionamiento del circuito.
Tablas de tolerancia y de tensión máxima de trabajo
Por último nos falta una información que en ciertos caso podría
sernos útiles y que es la tensión máxima que el capacitor puede soportar
sin que se rompa. Como sabemos, un capacitor está compuesto por una
serie de placas metálicas aisladas entre si. Este material aislante es
muy sutil, especialmente en el caso de capacitores de valores grandes.
Por otro lado, si la tensión es elevada, existe el riesgo que un arco
eléctrico traspase el aislamiento eléctrico entre las placas rompiéndolo
y poniendo el capacitor en corto. Por este motivo, el material aislante
usado está pensado para trabajar hasta un cierto nivel de tensión
máxima y que, en ciertos casos nos sirve saber.
Dimensiones de dos capacitores de 220nF, el de la izquierda de 50V mientras que el de la derecha de 630V
Un ejemplo clásico de lo dicho son los capacitores usados para
encender leds con 110V o 220V que he describo en algunos artículos del
blog. Estos tiene que trabajar con tensiones elevadas y por lo tanto son
mucho más voluminosos que los capacitores de los mismos valores de
capacidad pero con tensión de aislamiento eléctrico más baja como
podemos observar en la fotografía.
Muchas veces, la tensión máxima de trabajo la podemos encontrar
escrita claramente, especialmente en los capacitores proyectados para
trabajar con tensiones elevadas como podemos ver aquí, en algunas
fotografías de este artìculo. Otra veces, el valor de tensión
directamente no se indica. Sucede a menudo con los capacitores usados en
circuitos de baja tensión. Estos capacitores soportan tensiones entre
50V y 100V, bastante por encima de las típicas tensiones de trabajo de
12V/18V. Por último, y no menos importante, existe una codificación
numérica que usan algunos fabricantes y que consiste en un número
seguido por una letra. En el diseño en el cual se encuentra la tabla de
las tolerancias, podemos ver también la tabla de las tensiones máximas
de trabajo.
Como todo lo relacionado con la tecnología, nada es absoluto y por lo
tanto, siempre aparece un productor de componentes “fuera de los
standard” que usa sistemas de indicación de los valores distintos a los
que hemos descripto. De cualquiera manera, en líneas generales la
descripción de este artículo, se adapta bastante bien (a veces con
pequeñas variaciones) a la mayor parte de los capacitores en comercio.
Para terminar, existen otros parámetros de los capacitores como por
ejemplo la calidad del aislamiento eléctrico y también el coeficiente
térmico (cuanto aumenta o disminuye la capacidad en base a la
temperatura), argumentos que van más allá del objetivo de este artículo.