Capacitores y Filtros

CAPACITOR

El capacitor es un elemento eléctrico que se construye con dos cuerpos de material conductor, denominados placas o armaduras, separados por un aislante (o por el vacío). Se caracterizan por proporcionar una capacitancia C que es función de la geometría y dimensiones de los cuerpos de material conductor enfrentados y de las dimensiones y características del medio que los separa aislándolos eléctricamente.

Cuando un capacitor está cargado se tienen cargas Q de igual magnitud y de signo opuesto en las placas. La magnitud de la carga es proporcional a la tensión eléctrica o diferencia de potencial V entre los bornes de conexión. El factor de proporcionalidad es la capacitancia C del capacitor.

Por consiguiente, los parámetros que determinan el comportamiento eléctrico de un capacitor son su capacitancia C, la carga Q de sus armaduras y la tensión V entre sus bornes; la relación entre ellos expresa la definición operacional de capacitancia:

Q = CV \   C = Q

                             V

FILTRO

Un filtro eléctrico o filtro electrónico es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o gama de frecuencias de una señal eléctrica que pasa a través de él, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase.

Con independencia de la realización concreta del filtro (analógico, digital o mecánico) la forma de comportarse de un filtro se describe por su función de transferencia. Ésta determina la forma en que la señal aplicada cambia en amplitud y en fase al atravesar el filtro. La función de transferencia elegida tipifica el filtro. Algunos filtros habituales son:

• Filtro de Butterworth, con una banda de paso suave y un corte agudo

• Filtro de Chebyshev, con un corte agudo pero con una banda de paso con ondulaciones
• Filtros elípticos o filtro de Cauer, que consiguen una zona de transición más abrupta que los anteriores a costa de oscilaciones en todas sus bandas
• Filtro de Bessel, que, en el caso de ser analógico, aseguran una variación de fase constante

Se puede llegar a expresar matemáticamente la función de transferencia en forma de fracción mediante las transformaciones en frecuencia adecuadas. Se dice que los valores que hacen nulo el numerador son los ceros y los que hacen nulo el denominador son polos.

El número de polos y ceros indica el orden del filtro y su valor determina las características del filtro, como su respuesta en frecuencia y su estabilidad.