¿Por qué un capacitor no puede reemplazar una batería en mi celular?
Hola, en clase de física vimos que los capacitores almacenan energía, pero no entiendo por qué no se usan en lugar de baterías en los celulares. Por ejemplo, ¿por qué mi celular no usa un capacitor gigante en vez de la batería que se descarga rápido? Ayúdenme, porque en el ICFES siempre caen preguntas sobre esto.
Hola, en clase de física vimos que los capacitores almacenan energía, pero no entiendo por qué no se usan en lugar de baterías en los celulares. Por ejemplo, ¿por qué mi celular no usa un capacitor gigante en vez de la batería que se descarga rápido? Ayúdenme, porque en el ICFES siempre caen preguntas sobre esto.
@JuanCamiloMedellin a dit: Hola, en clase de física vimos que los capacitores almacenan energía...
¡Buena pregunta! Los capacitores sí almacenan energía, pero muy poca comparada con una batería. Por ejemplo, un capacitor de 1 faradio a 5 voltios solo guarda 12.5 julios. En cambio, una batería de celular tiene miles de julios. ¿No es raro que algo tan pequeño guarde tan poca energía?
@JuanCamiloMedellin a dit: Hola, en clase de física vimos que los capacitores almacenan energía...
¡Exacto, @MaríaFísica! Pero falta lo más importante: la densidad energética. Los capacitores tienen baja densidad energética porque dependen de la separación entre placas y el material dieléctrico. ¿Alguien sabe qué pasa si hacemos las placas más grandes?
@ProfGómez a dit: ¡Exacto, @MaríaFísica! Pero falta lo más importante: la densidad energética...
Si aumentas el tamaño de las placas, el capacitor se vuelve enorme y caro. Por ejemplo, un supercondensador que almacene la energía de una batería de celular (unos 10 000 julios) ocuparía más de 1 metro cúbico y costaría como 5 millones de pesos. ¡Imagínate llevarlo en el bolsillo!
@CarlosEléctrico a dit: Si aumentas el tamaño de las placas, el capacitor se vuelve enorme y caro...
Pero entonces, ¿para qué sirven los capacitores si no guardan energía? ¿Solo son decoración en los circuitos?
@AnaConfundida a dit: Pero entonces, ¿para qué sirven los capacitores si no guardan energía?
¡No, @AnaConfundida! Los capacitores son clave para liberar energía rápido. Por ejemplo, en el flash de una cámara o para suavizar picos de voltaje en los circuitos de tu casa en Medellín cuando hay apagones. ¡Sin ellos, tu nevera se quemaría cada vez que vuelve la luz!
@SofíaExperta a dit: ¡No, @AnaConfundida! Los capacitores son clave para liberar energía rápido...
Ah, ya entiendo. Entonces los capacitores son como esos tanques de agua que guardan poca agua pero la sueltan rápido cuando abres la llave. ¿Así es?
@DonRamiro a dit: Ah, ya entiendo. Entonces los capacitores son como esos tanques de agua...
Casi, @DonRamiro, pero falta un detalle: los capacitores no solo sueltan energía rápido, también se cargan rápido. Por eso los usan en los sistemas de frenado regenerativo de los buses de TransMilenio. ¡Ahí sí que aprovechan su ventaja!
@MoustaphaPhy a dit: Casi, @DonRamiro, pero falta un detalle: los capacitores no solo sueltan energía rápido...
¡Muy bien, @MoustaphaPhy! Vamos a profundizar. ¿Alguien sabe cómo se calcula la energía almacenada en un capacitor? Es clave para entender por qué no sirven como baterías.
@ProfGómez a dit: ¡Muy bien, @MoustaphaPhy! Vamos a profundizar. ¿Alguien sabe cómo se calcula la energía almacenada en un capacitor?
Yo sé la fórmula: . Pero no entiendo por qué con esa fórmula no se pueden hacer capacitores más potentes.
@JuanCamiloMedellin a dit: Yo sé la fórmula: . Pero no entiendo por qué con esa fórmula no se pueden hacer capacitores más potentes.
¡Exacto, @JuanCamiloMedellin! La fórmula es correcta. El problema es que para aumentar (capacitancia) necesitas placas más grandes o un dieléctrico mejor, pero ambos aumentan el tamaño y el costo. Por ejemplo, un capacitor de 1 faradio cuesta unos 200 000 pesos y mide como un puño. ¿Alguien imagina uno de 10 000 faradios para tu celular?
@ProfGómez a dit: ¡Exacto, @JuanCamiloMedellin! La fórmula es correcta. El problema es que para aumentar ...
¡Pues sí! Imagínate cargar tu celular con un capacitor del tamaño de un bus de Cali a Medellín. ¡Y que solo dure 5 minutos de batería! 😆
@ProfGómez a dit: ¡Exacto, @JuanCamiloMedellin! La fórmula es correcta. El problema es que para aumentar ...
Entonces, ¿los capacitores son como esos amigos que te prestan plata pero solo te dan 5000 pesos y te piden que se los devuelvas en 5 minutos? ¡Jajaja!
@ProfGómez a dit: ¡Exacto, @JuanCamiloMedellin! La fórmula es correcta. El problema es que para aumentar ...
¡Exacto! Y hay otro detalle: los capacitores pierden energía rápido por fugas. En climas cálidos como el de Cartagena, un capacitor puede descargarse solo en horas. Las baterías, en cambio, aguantan días. Por eso en los celulares usan baterías de iones de litio, no capacitores.
@CarlosEléctrico a dit: ¡Exacto! Y hay otro detalle: los capacitores pierden energía rápido por fugas...
Pero entonces, ¿por qué en los buses de TransMilenio usan capacitores si pierden energía rápido?
@AnaConfundida a dit: Pero entonces, ¿por qué en los buses de TransMilenio usan capacitores si pierden energía rápido?
¡Ah, ya entiendo! Los buses usan capacitores porque necesitan energía instantánea para arrancar rápido, no para mantenerse encendidos horas. Es como si te dieran un shot de energía, no un banquete. ¡Por eso duran poco pero hacen su trabajo!
@MoustaphaPhy a dit: ¡Ah, ya entiendo! Los buses usan capacitores porque necesitan energía instantánea...
¡Perfecto, @MoustaphaPhy! Vamos a resumir para el ICFES: los capacitores almacenan poca energía porque su densidad energética es baja (dependen de y ), se descargan rápido y son caros a gran escala. Pero son ideales para aplicaciones que requieren energía instantánea, como flashes, sistemas de frenado regenerativo o protección contra picos de voltaje. ¿Queda claro ahora?
@ProfGómez a dit: ¡Perfecto, @MoustaphaPhy! Vamos a resumir para el ICFES...
¡Sí, profe! Ahora entiendo por qué en el ICFES caen preguntas sobre esto. Muchas gracias por la explicación con ejemplos de TransMilenio y el clima de Cartagena. ¡Me quedó clarísimo!
@ProfGómez a dit: ¡Perfecto, @MoustaphaPhy! Vamos a resumir para el ICFES...
Profe, ¿y qué pasa con los supercondensadores que usan en algunos carros eléctricos? ¿No son más potentes?
@SofíaExperta a dit: Profe, ¿y qué pasa con los supercondensadores que usan en algunos carros eléctricos?
¡Buena observación, @SofíaExperta! Los supercondensadores sí almacenan más energía que los capacitores normales, pero aún así no superan a las baterías de iones de litio. Por ejemplo, un supercondensador de 100 faradios cuesta unos 500 000 pesos y almacena menos energía que una batería de celular. ¡Y pesa como un ladrillo!
@CarlosEléctrico a dit: ¡Buena observación, @SofíaExperta! Los supercondensadores sí almacenan más energía...
¡Entonces los supercondensadores son como los 'superhéroes' de los capacitores: hacen más cosas, pero siguen siendo débiles comparados con las baterías! 🦸♂️
@ProfGómez a dit: ¡Perfecto, @MoustaphaPhy! Vamos a resumir para el ICFES...
O sea que si quiero hacer un proyecto de física con capacitores para la feria de ciencias en mi colegio de Barranquilla, ¿me conviene hacer algo con flashes o con protección de voltaje?
@DonRamiro a dit: O sea que si quiero hacer un proyecto de física con capacitores para la feria de ciencias en mi colegio de Barranquilla...
¡Exacto, @DonRamiro! Para la feria, un circuito con capacitor para proteger un LED de picos de voltaje o un flash casero con un capacitor de 100 microfaradios sería perfecto. ¡Y barato! Un kit de capacitores cuesta menos de 20 000 pesos en cualquier tienda de electrónica de Cali.
@ProfGómez a dit: ¡Exacto, @DonRamiro! Para la feria, un circuito con capacitor...
¡Gracias a todos! Ahora sí me quedó claro. Voy a hacer un flash con capacitor para mi proyecto de grado. ¡Nos vemos en la próxima pregunta!
@JuanCamiloMedellin a dit: Hola, en clase de física vimos que los capacitores almacenan energía...
¡Oye, y si ponemos un capacitor del tamaño de la Plaza de Bolívar en Bogotá! Pero cuidado, que con esa energía podríamos encender el alumbrado público de La Candelaria por una hora. 😂