Os capacitores são componentes que tem uma história de mais de 250 anos na eletrônica. Sua descoberta remete à Garrafa de Leiden, desenvolvida por um professor da Universidade de Liden, nos idos de 1946. Nesse experimento, verificou-se que era possível acumular uma grande quantidade de carga elétrica entre um haste metálica e a garrafa de vidro. O estudo e aperfeiçoamento desse fenômeno permitiu a construção dos capacitores.
Mas o que são esses componente, afinal?
O capacitor é um componente construído por dois condutores próximos, chamados de 'placas' ou 'armaduras', que são separados por um material chamado 'dielétrico'. Ao conectá-lo à energia elétrica, uma das placas acumula a carga positiva e outra acumula a carga negativa.
Ou seja, o componente armazena energia por um período de tempo. Essa capacidade de armazenamento é chamado de 'capacitância' e a unidade é o Farad (F). É possível que você encontre na literatura o termo antigo 'condensador'. É a mesma coisa, mas este caiu em desuso.
Uma característica interessante sobre os capacitores é que, se estiverem ligados em um circuito de corrente contínua, sua impedância é infinita, ou seja, não conduzem eletricidade.
Mas se estiverem num circuito de corrente alternada, sua impedância varia de acordo com a frequência, ou seja, ele tem uma impedância reativa.
Em resumo, eles tem as seguintes características práticas:
Não conduzem corrente contínua;
Se opõem às variações de tensão em seus terminais;
Deixam passar facilmente sinais elétricos de frequências elevadas;
Dificultam a passagem de sinais de baixas frequências.
Em equipamentos de áudio, essas características fazem com que sejam utilizados nas fontes de alimentação, para minimizar as ondulações da retificação da energia; no desaclopamento das etapas de áudio, permitindo apenas a passagens de sinais de áudio e nos filtros e controles de tonalidade.
Já nos equipamentos de rádio, são usados com outros componentes para criar frequências ressonantes afim de sintonizar as estações.
Tipos de Capacitores
Capacitor eletrolítico
É o tipo mais conhecido, muito utilizado na eletrônica e pode chegar a capacitâncias elevadas. Utiliza um eletrólito líquido/gel que contém uma alta concentração de íons. Geralmente são polarizados para serem usados em fontes de energia corretamente.
Apesar de apresentar capacitâncias elevadas, possuem algumas desvantagens. A primeira é o fato de possuírem uma grande corrente de fuga, que consumem uma certa quantidade de energia do circuito, gerando calor no componente.
A segunda são as altas tolerâncias dos valores, que ficam em torno de 20%. E por fim, o eletrólito líquido/gel resseca ao longo do tempo, tendendo a alterar seus valores.
Capacitores Eletrolíticos de Tântalo
Utilizam o Óxido de Tântalo como isolante e são polarizados devido à existência do eletrólito. Eles são indicados para aplicações em circuitos que requeiram baixa corrente de fuga e baixo fator de perdas. Geralmente são utilizados em baixa tensão e podem explodir se expostos à sobretensão.
Características:
- Longa vida operacional;
- Alta capacitância em volume reduzido;
- Alta estabilidade.
Capacitor Cerâmico
Construído por um material cerâmico como material dielétrico. São largamente utilizados na eletrônica em geral, chamados de multicamada (MLCC - miniatura para montagem SMD) e capacitor de disco ou cerâmico.
Sua capacitância comum varia entre 1nF e 1 µF. Eles não são polarizados, permitindo que sejam conectados com segurança a uma fonte CA e têm uma excelente resposta de frequência devido aos seu baixo efeito parasita.
Capacitor de Filme
Utilizam um "filme plástico" como dielétrico, extremamente fino. No processo de fabricação, esse filme pode ser metalizado ou deixado sem tratamento, dependendo das propriedades necessárias do capacitor.
Características:
Baixíssimas perdas no dielétrico;
Alta resistência de isolação;
Boa estabilidade da capacitância;
Boa resistência à umidade.
Eles podem ser de Poliéster (MKT), Prolipropileno (MKP), Poliestireno (MKS) e Policarbonato (ou MAC).
Tipo Não Metalizado
Possuem dielétrico de filme plástico e placa de folhas de alumínio. O conjunto 'armaduras mais o dielétrico' pode ser bobinado ou sanfonado, conforme o tipo de construção. Apresenta boas características de corrente máxima admitida.
Tipo Metalizado
Seu dielétrico consiste do filme plástico com deposição de alumínio, feita por um processo de vaporização. Na sua fabricação, pode ser bobinado ou sanfonado, possuindo baixa indutância e baixas perdas.
Quando é submetido à uma sobretensão que perfure o dielétrico, a camada de alumínio ao redor do furo atinge uma temperatura elevada, transformando-se em óxido de alumínio, que é isolante, que desfaz automaticamente o curto-circuito. Este fenômeno é conhecido como auto-regeneração.
Capacitor de Mica
Utilizam mica prata como dielétrico. Eles são feitos com folhas de mica revestidas com metal em ambos os lados, prensandas e envolvidos em epóxi para proteção.
São estáveis e confiáveis, de valores pequenos, com baixa perda, utilizados em altas frequências, e seu valor muda pouco com o tempo.
Referência:
Fábio Ceccatto de Macedo
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