CALCULADORA · ELECTRÓNICA

Reactancia capacitiva

Calcula la oposición de un condensador al paso de corriente alterna a una frecuencia dada.

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El resultado y la visualización se actualizan mientras modificas los valores.

VISUALIZACIÓN EN TIEMPO REAL

¿Qué calcula esta herramienta?

La reactancia capacitiva indica cuánto se opone un condensador a una señal alterna. Disminuye cuando aumenta la frecuencia o la capacitancia.

FÓRMULA PRINCIPAL

Xc = 1 / (2πfC)

Introduce los valores en las unidades indicadas. Total Engineering realiza automáticamente las conversiones necesarias para mostrar el resultado en unidades prácticas.

Ejemplo resuelto

Con f = 1 kHz y C = 1 µF, Xc ≈ 159.15 Ω.

Recomendaciones prácticas

  • Usa la frecuencia real de la señal, no la frecuencia de muestreo.
  • Convierte microfaradios a faradios antes de aplicar la fórmula manualmente.
  • En circuitos reales, considera ESR y tolerancia del condensador.

Cuándo resulta útil

Evaluación de capacitores en filtros, acoplamiento, desacoplo y redes de corriente alterna.

Error común que conviene evitar

Usar µF como si fueran F produce un error de un millón. Convierte unidades antes de hacer cálculos manuales.

Fórmulas completas de la reactancia capacitiva

Un capacitor almacena carga y su corriente es proporcional a la rapidez con la que cambia la tensión: i = C · dv/dt. Con señales senoidales, eso se traduce en una oposición que disminuye al aumentar la frecuencia:

  • Reactancia capacitiva: XC = 1 / (2π · f · C) = 1 / (ω · C)
  • Capacitancia para una reactancia dada: C = 1 / (2π · f · XC)
  • Frecuencia para una reactancia dada: f = 1 / (2π · C · XC)
  • Corriente: I = V / XC = 2π · f · C · V
  • Desfase: en un capacitor ideal la corriente se adelanta 90° a la tensión
  • Capacitor real: |Z| = √(ESR² + XC²), donde ESR es la resistencia serie equivalente

Tabla de valores típicos

CapacitanciaFrecuenciaXCContexto típico
1 µF60 Hz≈ 2653 ΩCapacitor en la red eléctrica
10 µF60 Hz≈ 265.3 ΩCapacitor de arranque o de marcha pequeño
100 nF1 kHz≈ 1592 ΩFiltros de audio
1 µF1 kHz≈ 159.2 ΩEjemplo de la calculadora
100 nF100 kHz≈ 15.9 ΩDesacoplo de alimentación
10 nF1 MHz≈ 15.9 ΩCircuitos de RF y conmutación

El mismo capacitor de 1 µF presenta casi 17 veces más reactancia a 60 Hz que a 1 kHz. A frecuencia cero (DC) la reactancia es infinita: el capacitor bloquea la continua.

Ejemplos resueltos

Capacitor de acoplamiento. Quieres pasar audio desde 20 Hz a una entrada de 10 kΩ. Para que la frecuencia de corte quede en 20 Hz o por debajo, la reactancia a 20 Hz debe ser como máximo igual a esa resistencia: C ≥ 1 / (2π × 20 × 10 000) ≈ 0.80 µF. Con exactamente ese valor habría −3 dB a 20 Hz, así que se elige 1 µF o, mejor, 4.7 µF para una respuesta plana.

Corriente por un capacitor en la red. Un capacitor de 0.47 µF conectado a 220 V y 60 Hz tiene XC = 1 / (2π × 60 × 0.47 × 10⁻⁶) ≈ 5644 Ω y deja pasar I ≈ 220 / 5644 ≈ 39 mA. Esta es la base de las fuentes “sin transformador”, que no tienen aislamiento de la red y requieren capacitores de seguridad clase X; no son adecuadas para montajes de aficionado.

Errores comunes

  • No convertir unidades: 1 µF = 10⁻⁶ F y 100 nF = 10⁻⁷ F.
  • Usar la frecuencia de muestreo o de reloj: la reactancia depende de la frecuencia de la señal que atraviesa el capacitor.
  • Ignorar la ESR y la inductancia parásita: a frecuencias altas el capacitor real deja de bajar su impedancia y, pasada su frecuencia de autorresonancia, se comporta como una bobina.
  • Olvidar la tensión nominal y el tipo: en AC se necesitan capacitores no polarizados especificados para corriente alterna.

Preguntas frecuentes

¿Por qué la reactancia capacitiva baja con la frecuencia?

Porque a mayor frecuencia la tensión cambia más rápido y, según i = C · dv/dt, circula más corriente para la misma amplitud: el capacitor “se opone” menos.

¿Cuál es la diferencia con la reactancia inductiva?

Son opuestas: XL sube con la frecuencia y XC baja. Cuando se igualan aparece la resonancia. Compara con la calculadora de reactancia inductiva y la de resonancia RLC.

¿Cómo se relaciona con un filtro RC?

La frecuencia de corte de un filtro RC es la frecuencia en la que XC = R. Calcúlala con la calculadora de filtro RC.

Herramienta educativa. Verifica tolerancias, hojas de datos, normas y condiciones reales antes de utilizar los resultados en aplicaciones críticas.