Impedancia de un Condensador – Reactancia Capacitiva

Impedancia de un Condensador – La Reactancia Capacitiva

La impedancia de un Condensador o Capacitor (reactancia capacitiva) es la medida de la oposición al cambio de corriente en este componente.

Como regla general, los condensadores son componentes que no dejan pasar la corriente continua y tienen una mayor oposición a las señales alternas conforme baja su frecuencia. Se deduce que, por el contrario, tienen una menor oposición a las señales alternas conforme sube su frecuencia.

La fórmula de la impedancia de un condensador (reactancia capacitiva) es: Z = 1/jCw

Dónde:

• Z: es la impedancia en ohmios.
• j: es el operador para los números imaginarios. (unidad imaginaria).
• C: es el valor del condensador en Faradios (F).
• w: es igual a 2πf, donde la letra f representa la frecuencia de la señal aplicada al condensador. (f está en Hertz).

La impedancia

Normalmente, los condensadores se usan en circuitos de corriente con una frecuencia diferente de cero (0 Hz).

Se puede ver de la fórmula de la impedancia en un condensador o capacitor es inversamente proporcional a la frecuencia. Esto significa que si la frecuencia es cero (0 Hz) la impedancia es infinita.

Ahora, si la impedancia es infinita, el voltaje en los terminales del condensador es el que corresponde a un circuito abierto y no hay corriente que fluya a través de él (corriente igual a cero).

La impedancia tiene una fórmula general que dice: Z = V/I (voltaje eficaz /corriente eficaz). Valor eficaz = valor RMS. Esta fórmula es una fórmula similar a la ley de ohm, que se aplica a las resistencias, pero para señales de corriente alterna.

El operador j

El motivo por el cual este operador aparece en electrónica es que en los condensadores o capacitores existe un desfase entre el voltaje y la corriente. Este desfase es de 90° o π/2, y es la corriente la que está adelantada al voltaje en 90° (90 grados). La frecuencia del voltaje y de la corriente en el condensador es la misma.

Desfase entre voltaje y corriente en un condensador o capacitor

El operador j no se usa con la resistencia por qué en ella no existe desfase entre el voltaje y la corriente. En otras palabras, el voltaje y la corriente en una resistencia están en fase.

w (también llamada frecuencia angular)

El valor de “w” depende directamente de “f” (la frecuencia) y se mide en radianes/s. (ver la fórmula)

Por ejemplo, para una frecuencia de 300 hertz, w = 2.π.f = 2 x (3.1416) x 300 = 1884.96 rad/s.

¿Cómo se obtiene la Impedancia de un condensador?

Para obtener la impedancia de un condensador usamos la fórmula Z=1/wC.

Ejemplo 1:

Obtener la impedancia que tiene un condensador de 10 uF a 300 Hz.

Z = 1/(2 x π x 300 Hz x 10 uf) = 1/(2 x (3.1416) x 300 x 0.000010) = 53.05 ohmios

Ejemplo 2:

Obtener la impedancia que tiene un condensador de 10 uF a 50 Hz.

Z = 1/(2 x π x 50 Hz x 10 uf) = 1/(2 x (3.1416) x 50 x 0.000010) = 318.31 ohmios

Se puede observar de los dos ejemplos anteriores, donde el valor del condensador es igual (10 uf), que la impedancia es menor para frecuencias altas. Se puede resumir de manera general que el condensador deja pasar frecuencias altas (baja impedancia) y bloquea las frecuencias bajas (alta impedancia).

Ejemplo 3:

Obtener la impedancia que tiene un condensador de 4700 uf a 120 Hz.

Z = 1/(2 x π x 120 Hz x 4700 uf) = 1/(2 x (3.1416) x 120 x 0.004700) = 0.2822 ohmios

Notas:

• condensador = capacitor
• valor eficaz = valor RMS
• reactancia capacitiva = Xc