¿Qué es una fuente de alimentación sin transformador con condensador?
Una fuente sin transformador de tipo capacitivo (también llamada de «condensador limitador» o capacitor dropper) aprovecha la reactancia de un condensador de clase X conectado en serie con la red de corriente alterna para limitar la corriente que llega a una carga pequeña de baja tensión: normalmente unos pocos miliamperios para un LED indicador, un microcontrolador o la bobina de un relé. Como el condensador almacena y devuelve energía en lugar de disiparla como lo haría una resistencia, esta solución es compacta y apenas se calienta, por eso se utiliza tanto en electrodomésticos conectados a la red. Advertencia: estos circuitos no están aislados de la red eléctrica y es peligroso tocarlos; trata todo el circuito como si estuviera en tensión.
Cómo usar esta calculadora
Introduce la tensión de tu red (por ejemplo, 230 V en Europa o 120 V en Norteamérica), la frecuencia de la red (50 o 60 Hz), el valor del condensador limitador en microfaradios y la tensión de salida de tu carga. La calculadora te devuelve la reactancia capacitiva, la corriente eficaz (RMS) de salida disponible en miliamperios y la potencia aproximada que llega a la carga.
La fórmula explicada
El condensador presenta una reactancia \(X_c = \dfrac{1}{2\pi f C}\), medida en ohmios. La corriente que deja pasar viene dada por la ley de Ohm aplicada a la reactancia: \(I = \dfrac{V_{red}}{X_c}\), que se simplifica como \(I = V_{red} \times 2\pi f C\). Este es el valor máximo de corriente eficaz (RMS) disponible; en la práctica, la corriente la marca el condensador, porque su reactancia es mucho mayor que la de la carga de baja tensión.
Ejemplo resuelto
Para un condensador de 0,47 µF en una red de 230 V / 50 Hz:
$$2\pi f C = 6{,}2832 \times 50 \times 0{,}47\times10^{-6} = 1{,}4765\times10^{-4}\ \text{S}$$La reactancia
$$X_c = \frac{1}{1{,}4765\times10^{-4}} \approx 6773\ \Omega$$La corriente
$$I = 230 \times 1{,}4765\times10^{-4} \approx 0{,}03396\ \text{A} \approx 33{,}96\ \text{mA RMS}$$Preguntas frecuentes
¿Qué tipo de condensador debo usar? Utiliza siempre un condensador de seguridad de clase X1 o X2 diseñado para conexión directa a la red.
¿Por qué hay que añadir una resistencia de descarga? Una resistencia de valor elevado en paralelo con el condensador lo descarga de forma segura al apagar el equipo, de modo que no retenga una carga peligrosa.
¿La salida está regulada? No. Un diodo zéner o un regulador fija la tensión de salida, y la corriente que calculamos aquí es el máximo que puede suministrar el condensador limitador.
