Capacitores no Ideales

La electrónica es un tema complejo, en especial la electrónica analógica, esa parte de la electrónica que está basada en capacitores, resistores, inductores, transistores, manejar electrónica analógica puede ser realmente complejo.

¿Puede complicarse aún más un circuito? Si, si puede, ¿Cómo se puede complicar? Considerando componentes no ideales. En este artículo no se piensa dar mucho detalle acerca de este tema puesto que es difícil de explicar pero daremos un vistazo.

¿Qué son los capacitores no ideales?

La respuesta es simple, son los capacitores reales, la mayoría usamos capacitores ideales en nuestros cálculos, pero al armar un circuito lo que usamos son capacitores reales.

Los capacitores reales tienen más propiedades que sólo capacitancia, en realidad también tienen cierta resistencia y cierta inductancia, pequeña pero despreciable, estas son propiedades parásitas de nuestro componente.

capacitor-real

ESR

Los capacitores tienen un parámetro llamado ESR (Equivalent Series Resistance), el cuál define el valor de cierta resistencia que se encuentra en serie con el capacitor, puedes verlo en la imagen de arriba, esta componente resistiva genera cierto calor en el capacitor y también provoca que se descargue el capacitor.

ESL

Además también tienen el llamado ESL (Equivalent Series Inductance), el cuál define el valor de cierta inductancia que se encuentra en serie con el capacitor, este parámetro genera una impedancia dependiente de la frecuencia que se comporta de manera diferente a la impedancia del capacitor.

Respuesta en la frecuencia

En la Universidad se enseña que la impedancia de un capacitor en el dominio de la frecuencia disminuye cuando la frecuencia aumenta:

impedancia-capacitor-ideal

Sin embargo en realidad no es así, porque si consideramos la inductancia parásita y la resistencia parásita entonces el resultado será así:

impedancia-capacitor-real

El resultado es muy diferente a lo esperado si analizamos estas características parásitas, lo más notorio es que en muy altas frecuencias la impedancia tiende a aumentar cuando en realidad debería ser mínima.

¿Qué pasa si mi circuito es afectado por estas no idealidades? Pues habrá que comprar capacitores de mayor calidad, con menor ESR y menor ESL, lo cuál lamentablemente implica un mayor costo.

Si quieres leer más al respecto te recomendamos leas las notas de aplicación de Murata, uno de los más grandes fabricantes de componentes pasivos:

Nota de aplicación de capacitores no ideales

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