Fórmulas de Condensadores
Las fórmulas de condensadores describen cómo se relacionan la carga, la energía y el voltaje en los componentes capacitivos y cómo se comportan los condensadores a lo largo del tiempo en los circuitos RC. Estas calculadoras manejan la energía almacenada, la carga y la temporización para que diseñes filtros, temporizadores y etapas de almacenamiento de energía con confianza. Son centrales para el desacoplo de potencia, el acoplo de señales y la temporización analógica.
Calculadoras de fórmulas de Condensadores
- Reactancia capacitiva Xc = 1 / (2πfC) Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Reactance = 0.3183 MΩ
- Constante de Tiempo RC τ = R × C Resistance 100 Ω, Capacitance 100 nF → Time Constant = 10 µs
- Energía del Condensador E = ½CV² Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Energy = 0.005445 µJ
- Carga del condensador Q = C × V Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Charge = 33 nC
- Capacitancia en Serie 1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + ... + 1/Cn Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → 1/Ctotal = 6 × 10⁻⁵
- Capacitancia en Paralelo Ctotal = C1 + C2 + ... + Cn Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → Ctotal = 0.79 mF
- Impedancia del Condensador con ESR Z = √(ESR² + Xc²) ESR 0.1 mΩ, Capacitive Reactance 2.2 Ω → Total Impedance = 2.2 Ω
- Tensión de Rizado del Condensador ΔV = I / (2 × f × C) Load Current 2 mA, Ripple Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Ripple Voltage = 2 kV
- Frecuencia de Autorresonancia del Condensador f_SRF = 1 / (2π × √(ESL × C)) Equiv. Series Inductance 0.1 nH, Capacitance 100 pF → Self-Resonant Freq = 1.592 GHz
- Tiempo de carga de condensador a corriente constante t = C × ΔV / I Capacitance 100 nF, Voltage Change 0.33 V, Charging Current 100 µA → Charge Time = 0.33 ms
- Factor de Disipación Dieléctrica DF = ESR × 2πfC ESR 0.1 mΩ, Frequency 100 Hz, Capacitance 100 nF → Dissipation Factor = 6.28 × 10⁻⁹
- Reducción por Tensión del Condensador Cerámico C_eff = C_rated × factor Rated Capacitance 0.22 µF, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacitance = 5.5 nF
- Divisor de Tensión Capacitivo Vout = Vin · C1 / (C1 + C2) Input Voltage 0.726 V, Top Capacitor 100 pF, Bottom Capacitor 0.22 nF → Output Voltage = 0.2269 V
- Condensador Esférico C = 4πε0 · a · b / (b − a) Inner Radius 0.1 mm, Outer Radius 0.22 mm → Capacitance = 0.0204 pF
Resultado resuelto para cada fórmula de Condensadores
| Fórmula | Expresión | Resultado resuelto |
|---|---|---|
| Reactancia capacitiva | Xc = 1 / (2πfC) | Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Reactance = 0.3183 MΩ |
| Constante de Tiempo RC | τ = R × C | Resistance 100 Ω, Capacitance 100 nF → Time Constant = 10 µs |
| Energía del Condensador | E = ½CV² | Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Energy = 0.005445 µJ |
| Carga del condensador | Q = C × V | Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Charge = 33 nC |
| Capacitancia en Serie | 1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + ... + 1/Cn | Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → 1/Ctotal = 6 × 10⁻⁵ |
| Capacitancia en Paralelo | Ctotal = C1 + C2 + ... + Cn | Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → Ctotal = 0.79 mF |
| Impedancia del Condensador con ESR | Z = √(ESR² + Xc²) | ESR 0.1 mΩ, Capacitive Reactance 2.2 Ω → Total Impedance = 2.2 Ω |
| Tensión de Rizado del Condensador | ΔV = I / (2 × f × C) | Load Current 2 mA, Ripple Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Ripple Voltage = 2 kV |
| Frecuencia de Autorresonancia del Condensador | f_SRF = 1 / (2π × √(ESL × C)) | Equiv. Series Inductance 0.1 nH, Capacitance 100 pF → Self-Resonant Freq = 1.592 GHz |
| Tiempo de carga de condensador a corriente constante | t = C × ΔV / I | Capacitance 100 nF, Voltage Change 0.33 V, Charging Current 100 µA → Charge Time = 0.33 ms |
| Factor de Disipación Dieléctrica | DF = ESR × 2πfC | ESR 0.1 mΩ, Frequency 100 Hz, Capacitance 100 nF → Dissipation Factor = 6.28 × 10⁻⁹ |
| Reducción por Tensión del Condensador Cerámico | C_eff = C_rated × factor | Rated Capacitance 0.22 µF, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacitance = 5.5 nF |
| Divisor de Tensión Capacitivo | Vout = Vin · C1 / (C1 + C2) | Input Voltage 0.726 V, Top Capacitor 100 pF, Bottom Capacitor 0.22 nF → Output Voltage = 0.2269 V |
| Condensador Esférico | C = 4πε0 · a · b / (b − a) | Inner Radius 0.1 mm, Outer Radius 0.22 mm → Capacitance = 0.0204 pF |
Variables usadas en las fórmulas de Condensadores
- Xc — Reactancia capacitiva en ohmios (Ω)
- f — Frecuencia en hercios (Hz)
- C — Capacitancia en faradios (F)
- τ — Constante de tiempo en segundos (s)
- R — Resistencia en ohmios (Ω)
- E — Energía en julios (J)
- V — Tensión entre los terminales del condensador (V)
- Q — Carga en culombios (C)
- Ctotal — Capacitancia equivalente total (F)
- C1, C2, ... Cn — Valores individuales de los condensadores (F)
- Z — Impedancia total del condensador (Ω)
- ESR — Resistencia en serie equivalente (Ω)
- ΔV — Tensión de rizado de pico a pico (V)
- I — Corriente de carga en CC (A)
- f_SRF — Frecuencia de autorresonancia (Hz)
- ESL — Inductancia en serie equivalente (H)
- t — Tiempo de carga (s)
- DF — Factor de disipación, también tan δ (adimensional)
- C_eff — Capacitancia efectiva a la tensión de operación (F)
- C_rated — Capacitancia nominal (sin polarización) (F)
- factor — Factor de reducción (0 a 1)
- Vout — Tensión en C2 (V)
- Vin — Tensión total aplicada (V)
- C1 — Condensador superior (serie) (F)
- C2 — Condensador inferior a través de la salida (F)
- a — Radio de la esfera interior (m)
- b — Radio de la esfera exterior (m)
- ε0 — Permitividad del vacío (× εr si está relleno)
Preguntas frecuentes sobre Condensadores
- How to calculate esr from impedance for a capacitor — Impedancia del Condensador con ESR
- Which 0402 capacitor value has a 1ghz self resonant frequency — Frecuencia de Autorresonancia del Condensador
- Self resonant frequency for 0402 0.1uf capacitor — Frecuencia de Autorresonancia del Condensador
- Ceramic capacitor derating factor — Reducción por Tensión del Condensador Cerámico
- Ceramic capacitor voltage derating calculator — Reducción por Tensión del Condensador Cerámico
- Capacitive voltage divider calculator — Divisor de Tensión Capacitivo
- Capacitive divider formula — Divisor de Tensión Capacitivo
- Spherical capacitor formula concentric spheres — Condensador Esférico
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