En un momento de Interstellar, la película co-escrita y dirigida por Christopher Nolan, Joseph Cooper se encuentra viviendo en el interior de una nave espacial con forma de cilindro. El cilindro gira sobre su eje principal, y los habitantes de la nave sienten una aceleración centrífuga que sostiene sus pies en el suelo. El concepto original fue creado por un físico, Gerard O’Neill, y está relacionado con otras propuestas futuristas para viajar en el espacio o sostener las necesidades energéticas de colonias interplanetarias, como la idea de la esfera de Dyson. La esfera de Dyson fue propuesta por el físico Freeman Dyson como una forma de resolver la paradoja de Fermi: la contradicción entre la alta probabilidad estimada de que exista vida en otros planetas, y la falta de evidencia científica de la existencia de vida extraterrestre. Los que quieran conocer mas detalles sobre esta idea, sobre el contexto en el que Enrico Fermi propuso su paradoja, y sobre cómo se usa en algunos clasicos de la ciencia ficción como “Mundo anillo” de Larry Niven, pueden mirar una charla de divulgación que di hace algunos años:
Si alguna vez abrieron un televisor, una computadora, u otro artefacto eléctrico o electrónico (y deberían hacerlo si quieren aprender electromagnetismo), habrán notado que está lleno de cilindros pequeños y grandes, con dos patas:
Estos son capacitores cilíndricos (o condensadores eléctricos cilíndricos). El capacitor de la imágen puede trabajar con diferencias de potencial de hasta 450 V, y tiene una capacidad de 47 microFaradios (es decir, 0,000047 F), donde 1 Faradio es igual a 1 Ampère por segundo sobre voltio (As/V) en unidades MKS (la unidad de capacidad en el sistema de unidades CGS-Gausiano es el statFaradio, y no suele usarse en aplicaciones técnicas).
En el extremo opuesto a las dos patas conectoras, los capacitores cilíndricos suelen tener una tapa metálica con una cruz. Cuando el capacitor falla, la tapa se hincha, o hasta puede abrirse y material dieléctrico salir por ese extremo. Así que ya saben, si tienen algo que se rompió en sus casas y al abrirlo encuentran capacitores como el de la foto, lo primero que pueden hacer es encargar repuestos y reemplazarlos con una soldadora:
Si hacen una reparación de este tipo, verifiquen comprar capacitores de reemplazo que tengan la misma capacidad, un voltaje nominal igual o mayor, que sean del mismo tipo (por ejemplo, electrolíticos o convencionales), y si el capacitor es electrolítico, verifiquen la polaridad al soldarlo (indicada por la pata más corta o por la banda blanca que ven al costado del capacitor).
¿Pero por qué se usan capacitores, o condensadores, cilíndricos? Claramente la razón no tiene que ver con civilizaciones extraterrestres:
Una razón para usar capacitores cilíndricos tiene que ver con las herramientas que vemos en la materia. La existencia de soluciones formales para el problema electrostático en coordenadas cilíndricas permite diseñar este tipo de capacitores y calcular los potenciales y campos en su interior con mucho detalle. Pero además, los capacitores cilíndricos permiten tener más superficie (en el mismo volumen) que un capacitor plano, y por lo tanto pueden almacenar más carga. La mayoría de los capacitores comerciales no están formados simplemente por dos placas conductoras concéntricas separadas por vacío. Las dos placas conductoras, separadas por un dieléctrico (para aumentar la carga que el capacitor puede almacenar), se enrollan varias veces sobre si mismas para formar el cilindro, aumentando la superficie total de las placas que forman el capacitor. Así, las razones para usar capacitores cilíndricos son prácticas, y tampoco tienen que ver con las películas de Nolan (aunque más adelante haré algunas recomendaciones al respecto). Y finalmente, los capacitores no son siempre cilíndricos, existen otros tipos de capacitores que se utilizan según la aplicación.
