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Conversor de Unidades de Capacitancia

Convierte capacitancia entre faradios, milifaradios, microfaradios, nanofaradios y picofaradios.

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Fórmula

1F=103mF=106muF=109nF=1012pF1 F = 10³ mF = 10⁶ mu F = 10⁹ nF = 10¹² pF

Cómo Funciona

Esta calculadora convierte faradios, microfaradios, nanofaradios y picofaradios para ingenieros electrónicos, diseñadores de PCB y profesionales de RF. Según el folleto del SI (BIPM), el faradio se define como C/V = A^2·s^4/ (kg·m^2), lo que representa la capacitancia que almacena 1 culombio en 1 voltio. Los condensadores prácticos abarcan 15 órdenes de magnitud: femtofaradios para capacitancia parásita (0,1-1 fF por puerta de transistor), picofaradios para adaptación de RF (1-100 pF), nanofaradios para filtrar (1-1000 nF), microfaradios para desacoplamiento (0,1-100 uF) y faradios para almacenamiento de energía (supercondensadores de 1-3000 F). El sistema de códigos de condensadores EIA (104 = 100 nF) sigue un patrón de 3 dígitos: los dos primeros dígitos son cifras significativas, el tercer dígito es la potencia de 10 en picofaradios.

Ejemplo Resuelto

Problema: un condensador de desacoplamiento de 100 nF para una carga de conmutación de 1,8 V y 500 mA debe limitar la caída de voltaje a 50 mV durante un transitorio de corriente de 100 ns. Verifique la adecuación y seleccione el tipo de condensador apropiado.

Solución:

  1. Capacitancia: 100 nF = 0.1 uF = 100.000 pF = 10^-7 F
  2. Carga requerida: Q = I × t = 0.5 A × 100 × 10^-9 s = 50 nC
  3. Caída de tensión: dV = Q/ C = 50 × 10^-9/100 × 10^-9 = 0,5 V >> 50 mV objetivo: INSUFICIENTE
  4. Capacitancia requerida: C = Q/dV = 50 nC/ 0.05 V = 1 uF como mínimo
  5. Con un margen de tolerancia del 20%: utilice cerámica de 1,5 a 2,2 uF (X5R o X7R según EIA-198)
  6. Control de ESR: a 10 MHz, X7R ESR ~10 mohm, impedancia dominada por la capacitancia (16 mohm a 1 uF)

Consejos Prácticos

  • ✓Código de condensador según EIA-198:3 dígitos donde los dos primeros son un valor, el tercero es un multiplicador de 10^n en pF. Ejemplos: 104 = 10 × 10^4 pF = 100 nF = 0,1 uF; 222 = 22 × 10^2 pF = 2,2 nF; 101 = 10 × 10^1 pF = 100 pF
  • ✓Estrategia de desacoplamiento según las directrices de Intel/Xilinx: utilice cerámica de 100 nF (maneja frecuencias de MHz, ESL ~ 0,5 nH) en paralelo con tantalio/polímero de 10-100 uF (maneja cargas masivas de baja frecuencia). Coloque 100 nF a una distancia de 5 mm de los pines de alimentación del circuito integrado
  • ✓Capacitancia parásita de PCB según IPC-2141:0.5-2 pF entre trazas adyacentes a un espacio de 100 mil. Esto es importante por encima de los 100 MHz, donde 1 pF a 1 GHz = 159 ohmios de reactancia, lo que puede acoplar señales entre trazas

Errores Comunes

  • ✗Confundiendo pF y nF: difieren en 1000 veces. Un condensador de 100 pF tiene 1000 veces menos capacitancia que 100 nF. Escribir «100» en un esquema sin unidades es ambiguo: podría ser 100 pF o el código 100 = 10 pF
  • ✗Ignorar la reducción de polarización de corriente continua para los condensadores cerámicos: las cerámicas de clase II (X5R, X7R) pierden entre un 50 y un 80% de capacitancia a la tensión nominal según el EIA-198. Un X5R de 10 uF/10 V a 8 VDC puede tener solo una capacitancia efectiva de 3 uF
  • ✗Introducir un valor incorrecto en SPICE: «100n» funciona correctamente, pero «100» sin sufijo se establece de forma predeterminada en 100 F (no pF), lo que arroja resultados de simulación absurdos. Incluya siempre el sufijo de la unidad: 100n, 100p, 100u

Preguntas Frecuentes

Según los estudios de componentes de la EIA: los condensadores de RF miden entre 0,5 y 100 pF para redes compatibles, el desacoplamiento cerámico de 100 nF a 10 uF, los electrolíticos de aluminio de 10 uF a 10 000 uF. La gama nF/pF abarca aplicaciones de alta frecuencia en las que el nivel de ruido de los condensadores (normalmente de 0,5 a 2 nH según las especificaciones de la EIA) es significativo por encima de los 100 MHz.
Divida por 1000:4700 pF = 4,7 nF = 0,0047 uF. Multiplique por 1000 para obtener el reverso: 4,7 nF = 4700 pF. Valores estándar de la serie E según la norma IEC 60063: E24 (5%) arroja 4,7, 5,1, 5,6...; E12 (10%) arroja 4,7, 5,6, 6,8... en cualquier década.
Un faradio almacena 1 culombio a 1 voltio por definición del SI: C = Q/V. En términos prácticos: 1 F a 5 V almacena 5 julios de energía (E = 0,5 × C × V^2). Un supercondensador de 3000 F a 2,7 V almacena 10,9 kJ = 3 Wh, lo suficiente como para alimentar un dispositivo de 1 W durante 3 horas. La mayoría de los aparatos electrónicos utilizan uF o menos.
Según el estándar de marcado EIA-198: los dos primeros dígitos (10) son cifras significativas, el tercer dígito (4) es el multiplicador 10^n en picofaradios. Así que 104 = 10 × 10^4 pF = 100 000 pF = 100 nF = 0,1 uF. Códigos comunes: 102 = 1 nF, 103 = 10 nF, 104 = 100 nF, 105 = 1 uF, 106 = 10 uF.

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