aula condensadores

Universidade do Algarve – Instituto Superior de EngenhariaCET em Telecomunicações e RedesCET em Telecomunicações e Redes

Rui Marcelino Mar 2009Mar. 2009

CondensadoresCondensadores

A capacidade depende do tamanho e forma dos condutores e da p psua localização mútua.

No caso de um condensador de placas paralelas a capacidade é dada pela seguinte fórmula:

A [F]ACd

= ε ⋅d

ε ‐ permissividade do meio permissividade do vazio (8 84x10 12 F/m)permissividade do vazio (8.84x10. –12. F/m)

A ‐ Área das placasd ‐ distância entre placas

Técnicas de Medida 2Condensadores

C ‐ capacidade

Conceito de dieléctricoConceito de dieléctrico

• O termo dieléctrico é utilizado para designarO termo dieléctrico é utilizado para designar qualquer substância que não seja condutora de electricidade Nos dieléctricos não existemde electricidade. Nos dieléctricos não existem electrões livres de condução eléctrica, isto é, todos os electrões estão ligados aos átomos ou às moléculas que o constituem.q


Conceito de dieléctricoConceito de dieléctricoCom a introdução de umdieléctrico entre as placas docondensador, junto à placapositiva do condensador vamospter carga induzida negativa, ejunto à placa negativa temoscarga induzida positiva. Devidocarga induzida positiva. Devidoa estas cargas o campo eléctricoentre as placas do condensadoré diminuié diminui.O campo eléctrico e a d.d.p.diminui em proporção inversa à

di lé i kconstante dieléctrica k


Conceito de dieléctricoConceito de dieléctrico

• Se o campo eléctrico for muito forte poderá acontecerp pruptura do dieléctrico, o que faz com que apareçamcargas livres, transformando o dieléctrico num

dcondutor.

• Um bom exemplo de uma ruptura de um dieléctrico éum raio: o ar é um dieléctrico que não permite apassagem de cargas eléctricas entre as nuvens e apassagem de cargas eléctricas entre as nuvens e asuperfície da Terra; quando o campo fica muitointenso, dá‐se a ruptura de algumas moléculas do ar eintenso, dá se a ruptura de algumas moléculas do ar euma descarga eléctrica brusca com transferência decargas eléctricas.


Constante dieléctricaConstante dieléctrica

• Uma importante característica dos dieléctricos é apchamada constante dieléctrica (k) que permite medir oaumento da capacidade de um condensador quando odi lé t i é i t d id t ddieléctrico é introduzido entre as suas armaduras.

A t t di lé t i l i i i id d d• A constante dieléctrica relaciona a permissividade dodieléctrico com a permissividade do vácuo

ε=k A constante dieléctrica é sempre maior que 1 para

i i l i l 1 á0ε

kum meio material e igual a 1 para o vácuo.


CapacidadeCapacidade

As placas do condensador carregam‐se até que aAs placas do condensador carregam‐se até que adiferença de potencial nas suas placas seja igual àda bateriada bateria.


CapacidadeCapacidade

Define‐se a capacidade de um condensadorDefine se a capacidade de um condensador como:

C – Capacidade do condensador [F]condensador [F]

Q ‐ Carga em cada placa [Coulomb]

V ‐ Tensão aplicada nosV Tensão aplicada nos seus terminais [V]


Associação de CondensadoresAssociação de Condensadores

Condensadores em ParaleloCondensadores em Paralelo


Associação de CondensadoresAssociação de Condensadores

Condensadores em SérieCondensadores em Série


Carga do CondensadorCarga do Condensador

RC ‐ constante de tempo


Carga do CondensadorCarga do Condensador


Descarga do CondensadorDescarga do Condensador


Constante de Tempo RCConstante de Tempo RC

• Qual a influencia da constante de tempo naQual a influencia da constante de tempo na carga e descarga do condensador?


Constante de Tempo RCConstante de Tempo RC

• Uma constante de tempo grande significa queUma constante de tempo grande significa queum condensador carrega de uma forma maislenta do que um condensador com umalenta do que um condensador com umaconstante de tempo pequena.

• A constante de tempo (RC) não é uma• A constante de tempo (RC) não é umapropriedade do condensador, mas do circuitoRCRC


Carga do Condensador x RCCarga do Condensador x RC

Tempo Tensão CargaTempo Tensão Carga

0RC 0.0V 0%

1RC 5.7V 63%

2RC 7 8V 86%2RC 7.8V 86%

3RC 8.6V 95%

4RC 8.8V 98%

5RC 8 9V 99%5RC 8.9V 99%


Descarga do Condensador x RCDescarga do Condensador x RC

Tempo Tensão CargaTempo Tensão Carga

0RC 9.0V 100%

1RC 3.3V 37%

2RC 1 2V 14%2RC 1.2V 14%

3RC 0.4V 5%

4RC 0.2V 2%

5RC 0 1V 1%5RC 0.1V 1%


Exemplos de aplicaçãoExemplos de aplicação

• Temporização para configurar o período numTemporização para configurar o período num temporizador como o 555.

Ali t Eli i ã d i l f t d• Alisamento Eliminação de ripple em fontes de alimentação

• Acoplamento ligação entre andares de sistemas de áudio

• Filtros para eliminar determinadas componentes de frequênciade frequência

• Armazenar Energia circuito flash de uma câmara


Acoplamento CapacitivoAcoplamento Capacitivo

• Andares de um circuito electrónico podem serAndares de um circuito electrónico podem serligados a través de um condensador. Oscondensadores permitem a passagem decondensadores permitem a passagem desinais AC, mas limitam os sinais DC.

A esta ligação designa se a acoplamentoA esta ligação designa‐se a acoplamentocapacitivo ou acoplamento CR


Acoplamento CapacitivoAcoplamento Capacitivo


• Podemos dividir os condensadores emPodemos dividir os condensadores em – Condensadores não polarizados

– Condensadores polarizados


Condensadores polarizados (> 1µF)Condensadores polarizados ( 1µF)

Usados para capacidades maiores (> 1µF)Usados para capacidades maiores (> 1µF)

– Condensadores Electrólitos• Axiais Radiais• Axiais, Radiais

– Condensadores de Tântalo• Menores dimensões para a s mesmas capacidade

Símbolo do Condenador polarizado– A polaridade deve obrigatoriamente ser– A polaridade deve obrigatoriamente ser respeitada


Condensadores não polarizadosCondensadores não polarizados

• Pequenas capacidades (< 1µF) toleram valorePequenas capacidades (< 1µF), toleram valore de tensão maiores normalmente até 50V, 250V250V

• A leitura do calor deste condensadores pode ser confusa!

• Vários códigos podem ser usados• Vários códigos podem ser usados, inclusivamente um código de cores! (mais

i )antigo)


Código de númerosCódigo de números

• Um código de números é usado nos Um código de números é usado noscondensadores com área pequena (cerâmicos):

• O 1º numero é o 1º digitoO 1 numero é o 1 digito,• O 2º numero é o 2º digitoO 3º é d dá• O 3º numero é o numero de zeros e dá‐nos a capacidade em pF

• As letras nos condensadores indicam tolerância e Tensão.

• Exemplo: 102 é 1000pF = 1nF, 472J é 4700pF = 4.7nF (J significa 5% de tolerância)


Significados das LetrasSignificados das Letras

D 0.5 pF Outros condensadores podem apresentar o0.5 pFF 1%G 2%

Outros condensadores, podem apresentar o seu valor directamente, nesta situação é comum a unidade ser µF,

G 2%H 3%

Exemplo: 0.1 é 0.1 µF

J 5%K 10%M 20%P +100 ‐0%P +100, ‐0%Z +80, ‐20%


Quais os valores de:Quais os valores de:

• Condensador de Tântalo com: 10 35+Condensador de Tântalo com: 10, 35+

• Cerâmico: 104Z

• Poliéster: µ47K63

• Electrólito: 1 µF +‐10% 250V• Electrólito: 1 µF +‐10%, 250V


Código de cores CondensadoresCódigo de cores CondensadoresCódigo de cor de condensadores

Cor Nome 1 Cor 2 Cor Multiplicador Tensão Máx.

Preto 0 0 1 10

Castanho 1 1 10

Encarnado 2 2 100

Laranja 3 3Laranja 3 3

Amarelo 4 4 6.3

Verde 5 5 16

Azul 6 6 20

Violeta 7 7

Cinzento 8 8 0.01 25

Branco 9 9 0.1 3

Rosa 35Rosa 35


Código de cores CondensadoresCódigo de cores Condensadores

As unidades são emAs unidades são em Pico Farad


Valores reais (séries E3 e E6)Valores reais (séries E3 e E6)

• À semelhança das resistências só existemÀ semelhança das resistências só existemdeterminados valores de condensadores quesão especificados pelas séries E3 e E6são especificados pelas séries E3 e E6

• A série E3 (3 valores para cada múltiplo de10) 10, 22, 47, 100, 220, 470,…

• A série E6 (6 valores para cada múltiplo de10) 10, 15, 22, 33, 47, 68, 100, 150, …


Tipos de condensadoresTipos de condensadores

Condensador Electrólitos

Condensador


cerâmicos


Condensador de Poliester

Condensador de arranque



Condensador de tântaloCondensador variáveis


Símbolos de condensadoresSímbolos de condensadores


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