Este artículo forma parte de un libro que publicamos en 1995 y que se puede descargar gratuitamente desde nuestro sitio. En él tenemos conceptos básicos sobre la radio analógica, con informaciones para reparadores, estudiosos y recuperadores de aparatos antiguos. La primera parte está en ¿Qué hay dentro de una radio? Parte 1 (SER060S)
Las transmisiones de las bandas de ondas medias y cortas de la forma tradicional están con los días contados. La radio digital debe tomar lugar a la radio analógica y tendremos una nueva modalidad de comunicaciones. Los radios antiguos están condenados, pues no tendrán más señales para recibir. Sin embargo, este libro tiene un valor histórico, pues además de servir para mostrar cómo funcionaban los radios del siglo XX e inicio del siglo XXI también sirve para los que desean recuperar una radio antigua e incluso montar una con finalidad experimental o didáctica. Y para éstos, cuando las señales de las estaciones ya no están disponibles, tenemos en nuestro sitio decenas de proyectos de transmisores de AM que pueden hacer las veces de estaciones caseras o experimentales, produciendo las señales que estas radios pueden recibir. Es claro que, a partir de la fecha en que republicamos este libro, todavía debe tardar mucho tiempo hasta que ya no existan estaciones de AM operando.
Capacitores
Después de los resistores, los componentes que más aparecen en los equipos electrónicos y, por lo tanto, también de radio son los capacitores, llamados por algunos, erróneamente de "condensadores".
Los capacitores tienen por función "almacenar electricidad", o sea, son dispositivos que almacenan cargas eléctricas.
Como existen diversos tipos de condensadores, también existen di versos símbolos para su representación. Así, para explicar el funcionamiento básico, partimos del capacitor común, el condensador fijo, cuyo símbolo se muestra en la figura 1.
Este capacitor se muestra también en la misma figura en su construcción.
Está formado por dos placas paralelas de materiales conductores denominados "armaduras". Entre ellas se coloca un material aislante denominado "dieléctrico". La naturaleza del dieléctrico generalmente del nombre al capacitor. Así, un capacitor de mica es un capacitor en el que el material aislante que forma 'el dieléctrico es una hoja de mica.
Los capacitor presentan en los circuitos electrónicos propiedades importantes entre las cuales destacamos la siguiente: permiten el paso de corrientes que corresponden a "señales", es decir, sonidos y señales de radio, pero bloquean las corrientes de alimentación. Con ellos podemos entonces separar los dos tipos de corrientes.
La capacidad de funcionar como un depósito de electricidad de un capacitor permite también su utilización como filtros.
Cuando cargado un capacitor siempre presenta una armadura positiva y la otra negativa.
Los capacitores encontrados en los aparatos de radio pueden ser de diversos tipos ejerciendo sin embargo las mismas funciones básicas:
a) capacitores de papel: estos están formados por dos tiras de aluminio que hacen a veces de armadura y entre ellas como material aislante formando el dieléctrico tenemos una tira de papel. El conjunto de las tres tiras se enrolla para formar una estructura tubular.
Estos capacitores por este motivo también se llaman "tubulares".
En la figura 2 tenemos el aspecto de un capacitor de este tipo así como su estructura interna;
Estos capacitores se utilizan en los aparatos de radio más antiguos en el desacoplamiento de válvulas, es decir, para desviar a la tierra señales indeseables de bajas frecuencias, o bien para transportar señales de bajas frecuencias.
b) capacitores de aceite: éstos tienen la misma estructura de los capacitores de papel con la diferencia de que la tira de papel que forma el dieléctrico está impregnada de un aceite especial que le da características eléctricas un poco diferentes de los condensadores de papel.
c) capacitores de mica: estos son formados por elementos metálicos que son las armaduras entre las cuales existe una hoja de mica que es el dieléctrico. El espesor de esta hoja de mica depende de las características del capacitor y como esta no puede ser doblada ni enrollada, pues la mica es quebradiza, los capacitores de este tipo no pueden ser de estructura tubular. (figura 3)
Los capacitores de mica se utilizan en los circuitos de altas frecuencias de radios en vista de su gran estabilidad y precisión.
d) capacitores de poliéster: el poliéster es una especie de plástico de características eléctricas que permiten la obtención de capacitores.
En la figura 4 tenemos algunos tipos de capacitores de poliéster que se pueden encontrar en los circuitos de radios y otros aparatos. Conforme el lector verá, los valores de algunos condensadores de este tipo son dados por bandas coloreadas que siguen una codificación semejante a la usada para identificar resistores.
e) capacitores cerámicos: éstos poseen como dieléctrico la cerámica pudiendo presentar diversos tipos de construcción.
En la figura 5 tenemos un tipo de disco en el que las armaduras metálicas son finas películas conductores depositadas sobre una base de cerámica.
En la figura 6 tenemos un capacitor tubular de cerámica en el que en la parte interna y externa de un tubo de este material se depositan elementos metálicos que forman las armaduras.
f) capacitores electrolíticos: éstos se obtienen depositando en un electrodo metálico de una finísima capa de óxido de aluminio que es el dieléctrico.
Una de las armaduras es el electrodo de metal donde la capa es depositada y la otra armadura un líquido conductor que baña la capa de óxido. Estos componentes cuyo aspecto y símbolo se muestran, en la figura 7 son polarizados, es decir, tiene un polo positivo y un negativo que deben ser siempre obedecidos en su conexión.
Una de las armaduras siempre debe admitir carga positiva y la otra negativa, si estas cargas son invertidas, el capacitor puede estropearse.
Como en el caso de los resistores, para los condensadores tenemos medidas que deben ser hechas. Así, son las siguientes las especificaciones de los capacitores:
La capacidad o capacidad es la medida de la cantidad de carga eléctrica que un capacitor puede almacenar. La unidad de capacitancia es llamada Farad, pero como esta es muy grande para ser usada en los pequeños capacitores encontrados en los aparatos de radio, estos son expresados en sus valores por diversos de sus submúltiplos.
Tenemos entonces los siguientes submúltiplos para el Farad:
Microfarad (uF) que equivale a la millonésima parte del Farad o aún 0,000 001 F
Nanofarad (nF) que equivale a la milésima parte del microfarad o 0,001 pF o aún 0,000 000 uF.
Picofarad (pF) que equivale a la milésima parte del nanofarad o la millonésima parte del microfarad o aún. 0,000 000 000 001 F.
Este último submúltiplo el picofarad también se conoce como micrornicrofarad, abreviadamente (uuF).
Uno de los problemas que el técnico tiene a veces en la sustitución de un capacitor es hacer la conversión de una unidad a otra ya que, los capacitores como el mismo valor pueden tener estos valores expresados de modo diferente. ¿Cómo entonces saber que 10 nF es el mismo que 0,01 y que 2 nF es el mismo que 2.000 pF?
Damos a continuación una pequeña tabla de conversión de capacitancias que puede ser de gran utilidad para el lector en la lectura de valores de capacitores:
La capacitancia que presenta un capacitor depende de diversos factores, como por ejemplo el tamaño de las armaduras, el espesor y el tipo del dieléctrico, etc.
Esto significa que para cada tipo de capacitor tenemos un rango de valores de fabricación. Del mismo modo, el material del dieléctrico también influye en su utilización en la radio.
Los capacitor de cerámica se encuentran entonces con valores que se sitúan entre 0,5 pF y 0,1 pF. Los capacitor de poliéster se pueden encontrar entre valores de l nF a 2,2 uF, y finalmente los capacitores electrolíticos se pueden encontrar con valores situados entre 1 uF y 22 000 uF.
Tensión de trabajo
La tensión de trabajo es la segunda especificación encontrada en un capacitor (figura 8) Esta especificación es importante porque indica el valor máximo de la tensión a la que puede ser sometido el condensador sin haber peligro para su integridad, o sea, se trata de la tensión o voltaje máxima en la que se puede conectar el capacitor sin que haya peligro de que su dieléctrico se rompe y se quema.
Los capacitores comunes se pueden especificar con tensiones situadas entre algunos volts hasta miles de volts, dependiendo de su aplicación.
Al usar un capacitor, el lector debe tener en cuenta entonces el valor de la capacitancia que debe ser exactamente lo exigido en el proyecto, y la tensión de trabajo que debe ser igual o mayor que la original.
En un circuito de 12 V de alimentación podemos utilizar un capacitor con 16 V de tensión de trabajo o incluso de 25 V, pues estos valores son mayores, que la tensión que aparecerá en el componente, pero nunca en un circuito de 25 V usar un capacitor de 16 V, pues en este caso no soportará la tensión y se quemará.
Los capacitores cerámicos se pueden encontrar con tensiones de trabajo que van desde 25 V hasta más de 2 500 V, dependiendo de su aplicación. (La tensión que el capacitor soporta es determinada por el espesor del dieléctrico, de ahí que los condensadores de mayor tensión, mayores en tamaño que los de mismo valor, para menores tensiones).
Los capacitores de poliéster se pueden encontrar en la banda de tensión que va de los 250 V a los 600 V.
Los electrolíticos tienen un rango de tensión situado entre 3 y 600 V.
Tolerancia
Del mismo modo que los resistores; los capacitores pueden haber indicado una tolerancia que indica la diferencia que puede existir entre el valor marcado en el condensador y la capacitancia que realmente presenta cuando se conecta a un circuito.
Los capacitores presentan en algunos casos tolerancias mucho mayores que los resistores pudiendo los valores llegar en algunos casos hasta el 50% sin que ello signifique comprometimiento del funcionamiento de los circuitos en que ellos operan.
Los códigos de color
Los valores de los condensadores pueden ser dados por códigos de colores también, en el caso específico de los condensadores de poliéster metalizado que son los más comunes en nuestros radios (figura 9).
Estos capacitores tienen 5 bandas o fajas de colores que sirven para indicar su valor, la tolerancia y la tensión de trabajo.
Veamos cómo se procesa la interpretación de estas bandas coloreadas a partir, del código dado por la tabla abajo:
a) primera y segunda fajas: éstas suministran la primera y segunda cifras del valor de la capacitancia en los púas (pF).
negro - 0
marrón - 1
rojo - 2
naranja - 3
amarillo - 4
verde 5
azul - 6
violeta - 7
gris - 8
blanco - 9
b) tercera fajas: proporciona el factor de multiplicación o número de ceros que debe añadirse al número formado por las dos primeras pistas.
marrón - 0
rojo - 00
naranja - 000
amarillo - 0000
verde - 00000
c) La tolerancia se da por la cuarta pista del modo siguiente:
negro - 20º / º
blanco - 10º / o
d) Cuarta pista - ésta proporciona la tensión de trabajo:
rojo: 250 V
amarillo: 400 V
azul: 630 V
Ejemplo: un capacitor de poliéster metalizado tiene los colores mostrados en la figura 10: amarillo, violeta, rojo, blanco, rojo. ¿Cuáles son sus especificaciones?
Los dos primeros anillos nos dan las cifras de la capacitancia:
amarillo: 4
violeta: 7
El tercer anillo el factor de multiplicación: 00
Se obtiene entonces la capacitancia que es 4700 pF o 4,7 nF.
El cuarto anillo nos da la tolerancia que es del 10% y el último anillo nos dice que este capacitor soporta una tensión máxima de 250 V.
Capacitores ajustables
Cuando se desea un componente que presente una capacitancia o capacidad que pueda ser modificada por una acción externa lo que se usa es un capacitor ajustable. Hay varios tipos de capacitor ajustables siendo los más comunes los trimmers y los padders.
Los trimmers cuyo aspecto más común y símbolo aparece en la figura 11 puede tener una base de porcelana o de plástico, siendo su dieléctrico la mica o incluso el plástico.
En el tipo de porcelana tenemos una armadura fija presa a la base y otra que puede ser movida por medio de un tornillo. El movimiento de esta armadura cuando el tornillo es girado hace que la capacitancia del capacitor se altere, pues ésta depende de la distancia de separación de las placas. Con la armadura toda alejada el capacitor presenta su menor capacitancia. que puede ser de 1 o 2 pF y y con la armadura toda cerrada él presenta su capacidad máxima, para los tipos comunes entre 10 y 30 pF.
En los tipos plásticos, una armadura móvil gira movida por el tornillo de modo que su superficie de confrontación con la armadura lija se modifique, alterando así la capacitancia.
Los trimmers como los trimpots son componentes de ajustes de los circuitos de radio, apareciendo principalmente en la parte de sintonía de los circuitos.
Difícilmente los trimmers presentan problemas, pero si estos ocurren son debidos principalmente a causas mecánicas como por ejemplo el atascamiento del tornillo de ajuste, la ruptura de sus terminales de conexión, etc.
Los padders cuyo aspecto y símbolo aparecen en la figura 12 aparecen en el ajuste de circuitos de sintonía de radios más antiguos, principalmente para la banda de ondas medias, siendo formados por un conjunto de armaduras que pueden ser apretadas por medio de un tornillo y entre ellas como dieléctrico hojas de mica.
Capacitores variables
Los capacitores variables están formados por un conjunto de placas fijas paralelas entre las cuales puede moverse un conjunto de placas también paralelas pero sin haber contacto entre ellas.
En la figura 13 tenemos el símbolo adoptado para representar un capacitor variable y su aspecto más común.
Con las placas totalmente hacia afuera, el capacitor presenta su capacidad mínima a la que aumenta a medida que el conjunto de placas móviles penetra en el conjunto de placas fijas.
La capacitancia máxima que este componente presentará cuando totalmente cerrado es dada por el número de placas, por la distancia entre ellas y por su superficie.
Los capacitores comunes usados en radios pueden presentar valores máximos que van desde algunos pF a los radios de FM hasta 365 o 410 pF para las radios de onda medias y cortas.
Además del tipo de capacitor indicado que es el "simple", podemos tener capacitores "dobles" e incluso "triples" en que dos o tres conjuntos de armaduras son movidas por el mismo eje, como muestra la figura 14.
Para los radios portátiles existen pequeños capacitores variables que poseen dieléctricas finas hojas de plásticos a diferencia del tipo tomado como ejemplo en que el dieléctrico es el aire, o sea, el elemento que aísla las placas es el propio aire, ya que no se coloca ningún material en ese lugar.
El problema principal que puede ocurrir con un capacitor variable es el contacto entre las placas debido a choques mecánicos o golpes, en cuyo caso lo normal es hacer la sustitución del componente. En el cambio del condensador se debe observar su capacidad máxima.
Los variables normalmente se utilizan en el circuito de sintonía de las radios.
Índice
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 1
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 2
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 3
¿Qué hay dentro de una radio? Parte 4
¿Qué hay dentro de uma radio? Parte 5
