UNIVERSIDAD CATÓLICA “SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO” ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL FACULTAD DE INGENIERÍA
CURSO FISICA APLICADA III
TEMA: APLICACIONES DE LOS CONDENSADORES ELÉCTRICOS
PROFESOR:
ALUMNO:
EGBERTO SERAFIN GUTIERREZ ATOCHE
VENTURA CARRANZA JOSÉ MANUEL
Chiclayo
201
El condensador eléctrico
Un condensador eléctrico es un dispositivo que se utili za en electrónica y electricidad. Está formado por dos placas conductoras de igual carga, una positiva y la otra negativa y su función es la de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Durante el periodo de carga almacena energía eléctrica que a continuación cede en el periodo de descarga. Su uso es comn en fuentes de alimentación y arranques de motores monofásicos. !unque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente" al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como capaz de almacenar la energía eléctrica que reci#e durante la carga, a la vez que la cede de igual forma durante la descarga. Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. $ípicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y #a%a frecuencia.
Condensador de alta capacidad: &os condensadores electroquímicos de do#le capa, tam#ién conocidos como supercondensadores, supercapacitores, pseudocapacitores, ultracondensadores, ultracapacitores simplemente ED&' por sus siglas en inglés, son dispositivos electroquímicos capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta en comparación con los condensadores normales, presentando una capacitancia miles de veces mayor que la de los electrolíticos de alta capacidad. 'ondensador o 'apacitor, en electricidad y electrónica, un condensador o capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica (en forma de campo eléctrico), es un componente pasivo .Está formado por un par de superficies conductoras (placas), entre las placas se encuentra un material llamado dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que acta como aislante). &a capacidad depende de las características físicas del condensador*+ Si el área de las placas que están frente a frente es grande la capacidad aumenta+ Si la separación entre placas aumenta, disminuye la capacidad+ El tipo de material dieléctrico que se aplica entre las placas tam#ién afecta la capacidad+ Si se aumenta la tensión aplicada, se aumenta la carga almacenada .&a unidad de medida es el faradio. ay su#mltiplos como el mili -aradio (m-), microfaradio (u-), el nano -aradio (n-) y el picofaradio (p-) &os condensadores suelen usarse para* aterías, por su cualidad de almacenar energía. /emorias, por la misma cualidad. -iltros. !daptación de impedancias, 0aciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes. Desmodular !/, %unto con un diodo. El flas0 de las
cámaras fotográficas. $u#os fluorescentes ./antener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión .-iltros de !rmónicas. &a distorsión armónica y sus efectos per%udiciales* &as cargas no lineales tradicionales, tales como 0ornos de arco y de inducción, reactores satura#les, sumado al gran desarrollo de la tecnología de control por medio de equipamiento electrónico de potencia controlado por tiristores, 0a llevado a un incremento significativo de la cantidad de cargas no lineales en el sistema. Desafortunadamente las cargas no lineales, tienen efectos indesea#les en el suministro de corriente alterna requiriendo una cantidad importante de potencia.
Usos y Aplicaciones del capacitor eléctrico
En el caso de los filtros de alimentadores de corriente se usan para
almacenar la carga, y moderar el volta%e de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. $am#ién son muy usados en los circuitos que de#en conducir corriente
alterna pero no corriente continua. &os condensadores electrolíticos pueden tener muc0a capacitancia,
permitiendo la construcción de filtros de muy #a%a frecuencia. 'ircuitos temporizadores. -iltros en circuitos de radio y $1. -uentes de alimentación. !rranque de motores.
Aplicaciones de los condensadores eléctricos Ayuda energética: /uc0os proyectos en ingeniería, como el dise2o de elevadores, requieren de ciclos donde en una etapa se requiera una #a%a descarga de energía y otros de una alta descarga (como cuando el elevador desciende y asciende). Esta demanda requiere de sistemas que permitan una regulación precisa de la energía suministrada y una alta capacidad de almacenamiento de energía. De esta manera los supercondensadores suministran la energía necesaria para su#ir el elevador sin necesidad de so#recargar la red eléctrica.
Automóviles híbridos: 3or la eficiencia en el uso de la energía estos dispositivos son un elemento prometedor para el desarrollo de medios de transporte que com#inen la energía solar con la proveniente de com#usti#les fósiles. Su aprovec0amiento se de#e fundamentalmente a que permiten una me%or descarga de energía durante la aceleración del ve0ículo. En la prue#a realizada en el 4555 para los nuevos auto#uses de transporte de la 6!S! que con el uso de condensadores se podía acelerar a 789 pies en 75 segundos con el mínimo de pérdidas de energía. Un desarrollo importante es el uso de supe condensadores para el desarrollo de la unidad de apoyo au:iliar (!3U por sus siglas en inglés). -reig0tliner y Delp0i demostraron su uso en sistemas automotrices de pasa%eros, aunque /; argumenta que 0ay poca sensi#ilidad para su regulación de#ido a las modificaciones 0ec0as a la gasolina para reducir la emisión de contaminantes, por lo que es via#le instalarlos en sistemas #asados en 0idrógeno.
Almacenamiento de energía: Uno de los usos más e:tendidos de supercondensadores es su uso en sistemas micro electrónicos, memorias de computadoras y relo%es y cámaras de alta precisión. Su uso permite mantener el funcionamiento de los dispositivos durante 0oras e incluso días.
Sistemas de transferencia de energía:
Una aplicación estudiada ampliamente en la actualidad es el uso de supercondensadores en sistemas U3S unido a sistemas de transferencia de energía acoplados por inducción (<'3$). Se utilizan para facilitar la transferencia de energía, 0acer más eficiente la carga de energía eléctrica, permitiendo el aislamiento de los sistemas U3S para el funcionamiento de sistemas eléctricos.
Aplicaciones de energía solar: En aplicaciones de energía solar es necesario esta#ilizar la tensión suministrado por las fotoceldas, por lo que se utilizan supercondensadores de 4=55 - dispuestos en paralelo para esta#ilizar el suministro de energía eléctrica. De las fotoceldas generalmente se traslada la diferencia de potencial a una válvula de regulación de descarga ácida. !ctualmente se estudia la manera de controlar la tensión a través de un #anco de supercondensadores que permite disminuir los picos de tensión y proveer una corriente constante de 7.>9 ! por =8 segundos cada 0ora, gracias al almacenamiento de energía en el condensador y su li#eración esta#le en un circuito equivalente
Sistemas de transferencia de potencia: En el área de energía las propiedades de los supercondensadores son de gran importancia para la transferencia de energía. &os sistemas S$!$'?/ ('ompensadores Estáticos) son dispositivos de la familia de los sistemas de transmisión de corriente fle:i#le alternante (-!'$S), y se utiliza para el control de los picos de tensión en sistemas eléctricos. 'uando se conectan con sistemas de transferencia de potencia a elementos S$!$'?/, se produce una gran inductancia que produce un incremento en la corriente y picos de tensión, por lo que es necesario tener condensadores de gran capacitancia para compensar este fenómeno. Su uso permite mantener una corriente constante y menores picos de tensión para facilitar la transmisión de la energía eléctrica. &os supercondensadores prometen llenar la #rec0a entre los condensadores y #aterías. &os ED&'s tienen una variedad de aplicaciones comerciales, especialmente en @suavización de energía@ y los dispositivos de carga momentánea. Dentro de sus primeros usos ca#e destacar como fuente de energía para el arranque de motores en grandes tanques de guerra y su#marinos. De#ido a que se 0a reducido el coste de producción, 0an comenzado a aparecer en los camiones diésel y en locomotoras. /ás recientemente se 0an convertido en un tema de gran interés en la llamada Energía verde, pues su capacidad de a#sor#er energía rápidamente los 0ace
particularmente adecuados para aplicaciones de freno regenerativo. /ientras que las pilas, por otro lado, tienen dificultades en esta tarea de#ido su lenta velocidad de carga. 3or su tama2o y peso reducido, los ED&'s, se están adaptando para almacenar electricidad en ve0ículos eléctricos. Un condensador de alta capacidad tiene un gran rendimiento (el ABC de la carga se devuelve)" almacena muc0a energía en relación a su peso (=;0g), aunque no tanto como una #atería" no presentan efecto memoria y tienen una gran capacidad de carga y descarga rápida (8;g).
En la Electrotecnia
Disminuir el consumo de intensidad en las instalaciones eléctricas industriales y me%orar el coste del consumo. 'on detalle en UD F. 3ermitir el arranque de motores monofásicos. 'on detalle en UD A. 3ermitir el arranque de motores monofásicos. 'on detalle en UD A. 'ondensador de arranque de un compresor frigorífico
En la Electronica
!yudar a convertir la tensión alterna en continua (rectificación) para la
alimentación de las placas de circuito impreso presentes en casi todos los dispositivos electrónicos (ordenadores, monitores, equipos i+-i, D1DGs, etc). Se utilizan condensadores electrolíticos con polaridad asignada. 'on detalle en UD 74. -iltrar un margen de frecuencias concreto en se2ales tipo
multifrecuencia (ecualización de graves, medios o agudos en aplicaciones de audio). Eliminar la componente continua indesea#le de algunas se2ale. 1ariar la frecuencia con la cual un circuito sintonizador, selecciona una frecuencia de todas las comprendidas en la se2al multifrecuencia que reci#e (antena). Esto lo consigue un condensador de capacidad varia#le.
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en+ingeniería. Jlavin /E et al (455B) ! Stand+alone 30otovoltaic Supercondensador
attery y#rid Energy Storage System. 455B 7>t0
C45SE/<6!H!3&<'!'6ES.3Dontour S et al Design of a 3arallel -uel 'ell + Supercondensador !u:iliary 3oIer Unit (!3U). !rcueil* elfort 'ede: KHecuperado el 4F de noviem#re del 455B de