¿Cuál es la vida útil y la confiabilidad de los capacitores?

Los capacitores son un elemento esencial de muchos diseños de circuitos, pero también pueden ser una parte costosa de un sistema. Por eso, al comprar componentes para un dispositivo electrónico, es importante saber cuál es la vida útil y la confiabilidad de varios tipos de capacitores.

Un capacitor es un dispositivo que almacena carga eléctrica, que consta de conductores separados por un material aislante llamado 'dieléctrico'. Puede ser aire, papel, plástico, mica o cerámica. El dieléctrico tiene una serie de propiedades que son importantes en el diseño de un condensador, y estas propiedades influyen en la capacidad que puede alcanzar el condensador.

El tipo más común de condensador es el condensador electrolítico de aluminio, que se construye a partir de dos láminas de aluminio conductoras, una de las cuales tiene una capa de óxido aislante y un espaciador empapado en electrolito líquido conductor. Este se enrolla, se coloca en una carcasa cilíndrica y se le colocan dos clavijas o patas de conexión.

Estas tapas están polarizadas, lo que significa que cualquier tensión de CC aplicada a través de ellas debe orientarse de acuerdo con las marcas positivas o negativas de su cuerpo. Son baratos de fabricar y, a diferencia de la mayoría de los otros tipos de condensadores, son físicamente pequeños para la cantidad de capacitancia que proporcionan.

Su vida útil suele ser de 15 años o más y, por lo general, se pueden reutilizar durante mucho tiempo después de eso. A menudo, habrán perdido parte de su capacitancia nominal debido a la evaporación del electrolito, pero seguirán siendo utilizables.

En los circuitos de audio, los usos más comunes de los capacitores son para tres funciones: acoplar el voltaje de CC de la salida de un elemento del circuito a otro; desacoplamiento y almacenamiento de rieles de suministro de energía; y circuitos selectivos de frecuencia tales como filtros y ecualizadores. En estas aplicaciones, actúan como un "bloqueador" muy efectivo del flujo de corriente continua, reduciendo el efecto de la interferencia que puede alterar la calidad de la señal de audio al introducir una gran cantidad de ruido en el sistema.

También actúan como un "filtro" al reducir el efecto de las señales de baja frecuencia y, a veces, mejorar la respuesta de las frecuencias más altas para hacer que estas señales sean más fáciles de reproducir por el amplificador. Se utilizan en una variedad de circuitos diferentes y se pueden encontrar en muchos tipos de dispositivos, desde radios de tubo hasta computadoras y equipos de audio.

La vida útil de un capacitor depende de varios factores, incluido el material del que está hecho, su aplicación y la temperatura ambiente a la que se almacena o se opera. También está influenciado por el calentamiento local, la CC de polaridad inversa y las sobretensiones de corriente, y la aplicación de corrientes de ondulación en un circuito.

En términos generales, los capacitores electrolíticos son más susceptibles a la degradación que los no electrolíticos, y su ESR (resistencia en serie equivalente interna) tiende a aumentar a medida que envejecen. Esto se debe a que los aislantes electrolíticos son más delgados y tienen áreas de superficie más grandes que sus contrapartes no electrolíticas, lo que los hace más propensos a las fugas de corriente.

Sin embargo, una fuente de alimentación bien diseñada puede prolongar la vida útil de las tapas electrolíticas al evitar que se acumule calor en ellas. Aquí es donde es una buena idea usar una fuente de alimentación que tenga características de protección integradas para evitar el desbordamiento térmico y reemplazar cualquier electrolítico que haya llegado al final de su vida útil cuando sea necesario.