Capacitores Fixos Capacitores são encontrados em

praticamente todos os equipamentos eletrônicos, nas mais diversas formas e tamanhos. Estes componentes também são bastante críticos, devendo ser usados com muito cuidado. Entender suas especificações, conhecer os tipos existentes e suas características é fundamental para todo o praticante da eletrônica. Neste artigo procuramos abordar tudo que há de importante nestes componentes.

Simbologia

Principal FinalidadeA finalidade básica de um capacitor é apresentar

uma capacitância em um circuito, ou seja, armazenar cargas elétricas, e através desse armazenamento ter determinados efeitos sobre um circuito. Houve tempo em que estes componentes eram chamados ‘”condensadores”, e até hoje alguns fazem isso, porque antigamente acreditava-se que eles tinham a propriedade de ‘condensar” a eletricidade.

Características Elétricas Tensão de trabalho:É máxima tensão que o capacitor pode ser submetido sem provocar danos. Normalmente possui os seguintes valores: 10V, 16V, 20V, 25V, 35V, 50V, 63V, 75V, 100V, 250V, 300V, 400V, 630V.Rigidez dielétrica:É a intensidade máxima do campo elétrico a que se pode submeter um dielétrico sem que ele setorne condutor.Tensão de pico:Tensão máxima que pode ser aplicada a um capacitor por um período muito curto de tempo.Corrente de Fuga : É o fluxo de corrente através do dielétrico. Um baixo valor de corrente de fuga indica um dielétrico de boa qualidade.

Capacitância:Um capacitor não pode ser carregado indefinidamente. Existe um limite, que é determinado por uma grandeza denominadoCapacidade ou capacitância do capacitor. É como um balde, você não poder por 15 litros de água em seu interior, pois o balde só cabe 10 litros, essa é a capacidade do balde. Capacidade ou capacitância de um capacitor é a relação entre a carga elétrica do capacitor e a ddp entre as armaduras.

Características Fisicas Basicamente, um capacitor é formado por dois eletrodos metálicos,

os quais são denominados “armaduras”, sendo elas separadas por um material isolante denominado “dielétrico”. O dielétrico pode ser de papel, vidro, poliéster styroflex, mica, ar e mesmo o vácuo. Para muitos tipos de capacitores o dielétrico dá nome ao capacitor. Assim, um capacitor de poliéster tem este material plástico como isolante.

Quando ligamos às armaduras de um capacitor um gerador (uma bateria, por exemplo), a armadura ligada ao polo positivo da pilha se carrega positivamente, enquanto que a outra carrega-se negativamente. A quantidade de cargas armazenadas na armadura positiva é a mesma que a armazenada na armadura negativa, diferindo apenas quando à polaridade, conforme mostra a figura abaixo:

Aplicações Os capacitores são utilizados comercialmente para duas aplicações, na eletrônica e na eletrotécnica. Na eletrônica, sua aplicação restringe-se na composição de filtros passivos em fontes de Corrente contínua, amplificadores, estabilizadores de tensão, e muitas outras aplicações. Na eletrotécnica, os capacitores são empregados basicamente para correção de fator de potência nas industrias.

Animação

http://www.burgoseletronica.net/animacoes/capacitor.swf

Associação de capacitores:Associação em série:Uma ligação em série de capacitores diminui a capacitância total porque efetivamente aumenta o espaçamento entre as placas, como podemos perceber pela figura abaixo:

Associação em paralelo:A ligação em paralelo de capacitores aumenta a capacitância total porque aumenta a área de placas recebendo cargas, como podemos perceber pela figura abaixo:

Associação Mista

É a associação composta por partes em série e em paralelo. Deve ser analisada parte por parte, da mesma forma como é feito para os circuitos resistivos.

Tipos de Capacitores Existem muitos tipos de capacitores para as mais diversas aplicações.Os capacitores são classificados, geralmente, com relação ao material do seu dielétrico. Os tipos mais comuns são:· Capacitores Cerâmicos (disco cerâmico, tipo “plate” e multicamadas);· Capacitores de Filme Plástico (de poliéster, policarbonato, polipropileno e poliestireno);· Capacitores Eletrolíticos de Alumínio;· Capacitores Eletrolíticos de Tântalo;· Capacitores SMD;· Capacitores Variáveis.

Capacitores Disco CerâmicosOs Capacitores de Disco Cerâmico são capacitores cujo dielétrico é feito de material cerâmico.A fabricação desses capacitores começa com o pó da cerâmica que é colocado numa prensa e comprimido em forma de pastilhas(dielétrico do futuro capacitor). Após, as pastilhas são introduzidas num forno para tratamento térmico, sendo rigorosamente inspecionadas na saída do mesmo. Depois da fabricação da pastilha, coloca-se prata vaporizada nas duas faces da mesma, que formarão as placas do capacitor.A soldagem dos terminais, realizada sobre a camada de prata, vem após os discos sofrerem um banho desengorduraste para limpeza.A próxima etapa é a impregnação com resina para proteção e isolamento, sendo, após, realizado em uma estufa um processo de endurecimento da resina impregnada.

Construção Cap. Cerâmicos

Características de Trabalho

Capacitores Cerâmicos “Plate”:

Plate é um tipo de capacitor cerâmico cujas principais vantagens e características são: tamanho ultra reduzido, grande estabilidade no valor da capacitância, baixo custo e uma estreita faixa de tolerância (+/-2% nos capacitores tipo TC).A principal diferença entre os capacitores de disco cerâmico e os capacitores plate é que estes possuem placas retangulares de cobre em vez de placas circulares de prata.

Capacitores Cerâmicos Multicamadas:

Os capacitores cerâmicos multicamadas (multilayer) são construídos a partir da superposição de finas camadas de material dielétrico cerâmico com metal depositado sobre suas superfícies formando uma espécie de “sanduíche”. Daí a denominação de multicamadas.As camadas metálicas individuais são conectadas umas às outras através de uma terminação metálica onde são soldados os terminais de capacitor, como indica a figura abaixo:

Capacitores Cerâmicos Multicamadas Estrutura Física.

Características Apresentam baixas perdas, capacitância estável, alta resistência de isolação e alta capacitância em pequenas dimensões.A apresentação das características é semelhante aos outros tipos de capacitores cerâmicos.

Capacitores Eletrolíticos Componentes normalmente utilizados para grandes

capacitâncias (1 µF a 20.000 µF) O dielétrico consiste em uma película de óxido de alumínio (Al2O3) finíssima que se forma sobre o polo positivo , quando sobre o capacitor se aplica uma tensão contínua. As principais desvantagens deste tipo de componente são a sua elevada tolerância (chegando a 100 % maior que o valor nominal, e 10 % no sentido negativo) e o fato de ser altamente influenciado pela temperatura tanto na capacitância como na resistência de perda. São usados em frequencias até 30KHz.

Simbologia:

Caracterisiticas Fundamentais Atingem maiores capacitâncias.• São formados por uma tira metal recoberta por uma camada de óxido que atua como um dielétrico• Sobre a camada de óxido é colocada uma tira de papel impregnado com um líquido condutor chamado eletrólito, ao qual se sobrepõe uma segunda lâmina de alumínio em contato elétrico com o papel. São utilizados em circuitos em que ocorrem tensões contínuas, sobrepostas a tensões alternadas menores.• Funcionam apenas como capacitores de filtro para retificadores, de acoplamento para bloqueio de tensões contínuas, etc.

Aplicações São utilizados em circuitos em que ocorrem

tensões contínuas.Funcionam apenas como capacitores de filtro para

retificadores, de acoplamento para bloqueio de tensões contínuas, etc.

Capacitores de papelCapacitores de filtro com dielétrico de papel são

volumosos e seu valor é em geral limitado a menos do que 10 m F. Eles não são polarizados e podem suportar altas tensões. Não há fuga apreciável de corrente através de um destes capacitores.

Capacitores StiroflexÉ o primeiro capacitor a utilizar o plástico como

dielétrico, neste caso o poliestireno. Este material apresenta a constante dielétrica mais baixa entre os plásticos e não sofre influência das frequências altas. Do mesmo modo dos anteriores são enroladas folhas de poliestireno entre folhas de alumínio.

Principais Vantagens As principais vantagens deste tipo de capacitor são: o reduzido fator de perda, alta precisão, tolerância baixa (em torno de 0,25 %), tensões de trabalho entre 30 e 600 V. São usados principalmente em circuitos onde sao exigidas baixas perdas.

Capacitores Filme de poliésterEstes componentes foram criados para substituir os

capacitores de papel, tendo como principais vantagens sobre os constituídos de papel: maior resistência mecânica, não é um material higroscópico, suporta ampla margem de temperatura (-50 °C a 150 °C) com grande rigidez dielétrica.

AplicaçãoPor apresentar variações de sua capacitância com a

frequência, não são recomendados para aplicacão em dispositivos que operem em frequências superiores a MHz.

Os valores típicos são de 2pF a 10 µF com tensões entre 30 e 1000 V.São aplicados em circuitos de atraso, acoplamento entre estágios de baixa frequência, filtros RC para frequênciaa de até 1MHz. “Timers”e “by-pass” de baixa frequência.

Capacitores eletrolíticos de tântaloComponentes de constituição idêntica aos

Capacitores eletrolíticos de alumínio. O dielétrico utilizado é o óxido de tântalo (Ta2O5) que reduz a dimensão destes capacitores em relação aos outros eletrolíticos. Estes componentes apresentam baixas tolerâncias (20 %), tem baixa dependência com a temperatura com máxima tensão de operação de 125 V, mas são mais caros. Os capacitores de tântalo possuem polaridade.

Aplicação

Capacitores de tântalo são um pouco mais caros comparados aos de alumínio. São usados em circuitos que precisam que os valores da capacitância seja constante com a influencia d atemperatura e frequência.

Capacitores AjustáveisUma categoria importante é a dos capacitores variáveis.

Nestes dispositivos, pode-se controlar a área das superfícies condutoras submetidas ao campo elétrico, efetivamente controlando a capacitância. São geralmente construídos com o dielétrico de ar ou de filme plástico e sua capacitância pode ser variada por meio de um eixo ou parafuso, no qual estão montadas as placas ou grupos de placas móveis.

Simbologia:

“Trimmers” e “Padders”São capacitores variáveis com pequenas dimensões

normalmente utilizados em rádios portáteis e em diversos dispositivos eletrônicos. Tem capacitâncias máximas em torno de 500 pF. São utilizados principalmente para o ajuste do valor correto da capacitância total de um circuito.

O ajuste pode ser obtido : Variando a superfície das placas Variando a distância entre as placas Variando o material do dielétrico. Simbologia

Capacitor SMDSão componentes para montagens em superfície, por

não obter “leads”, tem uma baixa indutância e consequentemente uma frequência de ressonância mais alta comparado aos capacitores normais.

O código do capacitor é dado em picofarads , é composto de uma letra e um multiplicador.Os capacitores eletrolíticos SMD, apesar de suas reduzidas dimensões, através têm marcada tanto a capacitância como a tensão de trabalho. Assim,47 6V consiste num capacitor de 47 uF x 6 V. No entanto, também pode ser usado um código especial formado de uma letra e 3 dígitos. A letra indica a tensão de trabalho e os três dígitos consistem no valor, sendo os dois primeiros dígitos o valor e o terceiro o multiplicador. O valor obtido é dado em pF. A faixa indica o terminal positivo.

AplicaçõesCom a evolução da eletrônica, e a necessidade de

reduzir o espaço, nos aparelhos diversos os componentes estão cada vez mais reduzidos para atender as necessidades dos circuitos eletrônicos, assim compactar o maxímo possível suas estruturas físicas.

Perguntas ???