Laboratorio Virtual de Capacitores

1. Simulador de Capacitor de Placas Paralelas

La capacidad (C) depende del área de las placas (A), la distancia entre ellas (d) y el material dieléctrico (k).
Fórmula: C = ε₀ · k · (A / d)

Área de las placas (A): 100 cm²

Distancia (d): 5 mm

Dieléctrico (k):

Capacidad (C): 0.00 pF

2. Causas de Daño y Ruptura Dieléctrica

Los capacitores reales tienen límites físicos. Las causas más probables de daño son:

Sobretensión: Superar el voltaje máximo perfora el dieléctrico, creando un cortocircuito.
Polaridad Invertida: En capacitores electrolíticos, conectarlos al revés destruye la capa de óxido interno, causando hinchazón o explosión.
Sobrecalentamiento: Seca el electrolito interno, perdiendo capacidad y aumentando la resistencia interna (ESR).

Simulador de Ruptura Dieléctrica

Aplica voltaje a las placas. Si el Campo Eléctrico (E = V/d) supera la Rigidez Dieléctrica del material, se produce un arco eléctrico (cortocircuito).

Grosor del Dieléctrico (d): 1.0 mm

Material Dieléctrico:

Voltaje Aplicado (V): 5 kV

💥 Ruptura Dieléctrica

Estado: Normal
Campo Eléctrico actual: 0 kV/mm

3. Lectura de Códigos Impresos

Capacitores Electrolíticos

La información es explícita y se lee directamente en la carcasa cilíndrica. Debes identificar:

Valor: Escrito con unidad (ej. 470µF, 1000µF).
Voltaje Máximo: Límite operativo (ej. 16V, 50V).
Polaridad: Poseen una franja vertical con signos de menos (-) que indica la pata negativa. La pata más corta también es el negativo.

Calculadora de Códigos Cerámicos (EIA)

Los cerámicos (forma de lenteja) usan un código de 3 dígitos (Ej: 104). Los dos primeros son el valor base, el tercero es el multiplicador (cantidad de ceros). El resultado siempre es en Picofaradios (pF).

Ingresa el código de 3 dígitos:

Ingresa 3 números válidos...

4. Capacitor Equivalent Calculator (Serie y Paralelo)

Experimenta cómo la configuración afecta la capacidad total y observa los daños si superas la tensión límite de los componentes.

Montaje en Paralelo

Voltaje de Fuente: 12 V

C1: 10 µF | Límite: 16 V

C2: 20 µF | Límite: 16 V

C3: 30 µF | Límite: 16 V

💥 Falla Catastrófica del Circuito

Montaje en Serie

Voltaje de Fuente: 12 V

C1: 10 µF | Límite: 16 V

C2: 20 µF | Límite: 16 V

C3: 30 µF | Límite: 16 V

💥 Falla Catastrófica del Circuito

5. Comportamiento en Corriente Alterna (CA) y Reactancia Capacitiva

En Corriente Alterna, el capacitor opone una resistencia invisible llamada Reactancia Capacitiva ($X_C$). Dado que $X_C$ es el resultado de la ecuación, siempre se grafica en el Eje Vertical (Y).

Fórmula Matemática: X_C = 1 / (2 · π · f · C)

Analizar curva vs:

1. Valores del Circuito

Frecuencia (f): 60 Hz

Capacidad (C): 10 µF

2. Osciloscopio Gráfico

Autorango automático (Escalonado)

Eje Horizontal (X)

Lupa (Zoom X):

Posición X (Pan):

Eje Vertical (Y)

Lupa (Zoom Y):

Posición Y (Pan):

Reactancia Actual (X_C): 0.00 Ω

6. Glosario de Términos

Capacitor (o Condensador): Componente electrónico pasivo capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico temporalmente.
Capacitancia (C): Es la capacidad de un componente para almacenar carga eléctrica. Se expresa matemáticamente como la relación entre la carga (Q) y la diferencia de potencial (V). Fórmula: C = Q / V.
Faradio (F): Unidad de medida de la capacitancia. Por ser muy grande, se usan: Microfaradios (µF, 10⁻⁶), Nanofaradios (nF, 10⁻⁹) y Picofaradios (pF, 10⁻¹²).
Dieléctrico: Material aislante que se coloca entre las placas. Evita el contacto eléctrico y aumenta la capacitancia.
Reactancia Capacitiva (X_C): La oposición que ofrece un capacitor al paso de la corriente alterna. Disminuye a medida que aumenta la frecuencia de la señal o la capacidad del componente.
Ruptura Dieléctrica: Punto en el que el campo eléctrico es tan intenso que perfora el material dieléctrico (aislante), provocando un cortocircuito interno (falla catastrófica).
Rigidez Dieléctrica: El voltaje máximo que puede soportar un material por unidad de espesor (kV/mm) antes de sufrir una ruptura.
ESR (Equivalent Series Resistance): Resistencia Equivalente en Serie. Resistencia parásita interna. Aumenta con el daño por calor o envejecimiento, restando eficiencia al capacitor.