18 de abril de 2019

Tipos de capacitor

Capacitores são componentes eletrônicos capazes de armazenar cargas elétricas. Ele possui dois terminais que são conectados interiormente por placas metálicas, geralmente de alumínio, e separados por um material dielétrico (cerâmica, mica, porcelana, e até ar). O capacitor consegue armazenar as cargas nessas placas, que criam um campo elétrico através do material dielétrico do capacitor. Material dielétrico é aquele que se comporta como isolante até ser submetido a certa quantidade de carga, e então torna-se condutor.

Algumas características que se destacam:

  • Armazena energia no campo elétrico;
  • Opõe-se à variação de tensão;
  • Atrasa a tensão em relação à corrente;
  • Para a corrente contínua, o capacitor comporta-se como um circuito aberto;
  • Permite a circulação de corrente alternada.

Ao inserir capacitância em um circuito queremos obter um dos seguintes efeitos:

  • Bloquear corrente contínua;
  • Acoplar o sinal de um circuito ou sistema para outro;
  • By Pass (passagem de corrente alternada);
  • Filtragem de corrente alternada;
  • Sintonia;
  • Gerar formas de onda;
  • Armazenar energia;
  • E outros efeitos…

Bom, sobre os capacitores em si já temos um texto aqui no blog , hoje iremos falar sobre os tipos de capacitores. Existem vários tipos, os mais comuns iremos mostrar abaixo:

Capacitor Cerâmico.

capacitor ceramico_Per automação
Fonte: https://electronicsartisanedynel.blogspot.com/2016/02/pr-atica-projetosynth-diy-adificil-arte.html

O capacitor cerâmico, consiste basicamente em um disco de cerâmica, com uma fina camada metálica em cada uma de suas faces, geralmente está camada metálica é uma deposição de prata.

A maior confusão neste tipo de capacitor fica por conta da leitura de seu valor quando abaixo de 1nF. Existem dois “padrões” que causam muita confusão e certamente é o motivo de muitos circuitos de RF acabarem não funcionando na mão dos menos experientes.

Os cerâmicos são encontrados desde valores extremamente baixos como 0,5pF até por volta de 470nF. A tensão de isolação nos capacitores modernos (que você vai encontrar a venda no balcão) é geralmente de 25 ou 50V. Capacitores de tensão maior atualmente vem com a tensão estampada no corpo, geralmente você vai encontrar cerâmicos para 1Kv. Os reaproveitados de sucata, se estas forem de velhos equipamentos valvulados, costuma ser de 100V até 500V. Fica um pouco complicado determinar a tensão máxima nestes casos, mas o tamanho do corpo do capacitor geralmente é uma boa pista. Cerâmicos com isolação maior tendem a ser de maior diâmetro e mais espessos.

  • Dielétrico é de cerâmica;
  • Encontrados em formato de discos ou tubulares;
  • Os tubulares possuem capacitância de 0,5 pF a 10 nF;
  • As tensões de isolamento podem alcançar 500 V;
  • A tolerância normal vai de 10 a 50%;
  • Os compensados em temperatura possuem uma faixa de tolerância de 1 a 20%;
  • Por apresentarem pequena indutância, são muito utilizados em circuitos de alta frequência;
  • O valor pode vir escrito na superfície do componente; ou o valor em pF pode ser representado por um código de cores.

    Capacitor Eletrolíticos.

capacitor eletrolitico_Per automação
Fonte: https://virtuatec-eletronica.blogspot.com/2013/09/capacitores-eletroliticos.html

Este também é certamente o segundo tipo mais conhecido, juntamente com os cerâmicos. Os capacitores eletrolíticos não tem muito segredo quanto a sua leitura, pois é bem padronizado e o código não tem variações, como no caso dos cerâmicos.

Tanto o valor, como tensão e faixa temperatura de trabalho já estão estampadas no corpo do próprio capacitor.

Eletrolíticos são encontrados a partir de 0,1µF a até capacitores gigantes de 500.000µF ou até maiores, mas mais raros. Além disso existem dois tipos de eletrolíticos: Polarizados e Bipolares (despolarizados). Os modelos bipolares são utilizados com muita freqüência em divisores para caixas de som.

A marcação do terminal positivo e negativo requer um pouco de atenção, pois alguns fabricantes marcam no corpo do capacitor o pólo negativo (mais comum) e alguns o pólo positivo. Mas nos capacitores Radiais, existe uma regra prática, o terminal mais comprido sempre é o positivo.

  • Considerando um mesmo tamanho, quando a capacitância aumenta a tensão de isolamento diminui, e vice-versa.
  • A polaridade dos terminais é determinada no próprio corpo do componente. Por serem polarizados, devem ser conectados corretamente nos circuitos.
  • Tolerância varia comumente entre 20 e 50%;
  • Elevadas correntes de fuga;
  • A capacitância aumenta com o tempo de uso;
  • Comumente utilizados em etapa de filtragem de fonte de alimentação; também em acoplamento e desacoplamento em circuitos de áudio;
  • Capacitância e tensão de trabalho escritos no componente (superfície).

    Capacitor de Poliéster.

Fonte: https://portuguese.alibaba.com/product-detail/polyester-film-capacitors-104394558.html

Os capacitores de poliéster, obviamente são feitos de uma fina lamina de poliéster e aplicado uma fina lamina de alumínio em uma de suas faces. Um sanduíche é feito empilhando várias camadas de poliéster a alumínio, de modo a construir o capacitor. Dessa forma o capacitor fica bastante compacto. Um exemplo desse tipo é o capacitor prateado que está ao lado do capacitor azul.

  • Poliéster é o dielétrico;
  • Capacitância entre 10 nF e 470 nF;
  • A tensão de trabalho fica entre 100 e 400 V;
  • Não indicado para circuitos de alta frequência;
  • As especificações estão no próprio componente (corpo).

    Capacitor de Poliéster Metalizado.

O capacitor de poliéster metalizado tem uma peculiaridade bastante curiosa, que é seu “auto regeneração” no caso de centelhamento entre as camadas, por pulsos de tensão acima do especificado. No caso de haver uma centelha o material metálico depositado sobre a folha de poliéster evapora (por ser uma camada muito fina), removendo a possibilidade de curto-circuito.

Alternativamente pode ser utilizada uma folha de poliéster sem metalização e enrolado juntamente com uma folha de metal, um “tubo” ou rolo. Dessa forma se consegue uma tensão de isolação muito maior, porem o capacitor fica grande. É o exemplo do capacitor marrom e do grande capacitor amarelo.

A espessura da folha e a quantidade enrolada determina sua capacitância.

  • Existe uma fina camada metálica depositada nos lados das placas de poliéster;
  • Capacitância entre 1 nF e 2,2uF.
  • Tensões de isolamento entre 100 e 600 V;
  • Não indicados para circuitos de alta frequência;
  • Bom para filtragem e desacoplamento de sinais de baixa frequência;
  • A tolerância fica entre 5 e 20%.

    Capacitor de tântalo.

Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Capacitor_de_t%C3%A2ntalo

Os capacitores de Tântalo utilizam o Óxido de Tântalo como dielétrico. São utilizados geralmente em substituição ao eletrolítico, onde é necessária miniaturização do circuito.

Tem uma baixa corrente de fuga e baixas perdas e tem uma vida muito maior do que os eletrolíticos convencionais. É uma tendência atual substituir os eletrolíticos em muitas aplicações por capacitores de tântalo.

O valor é anotado diretamente em seu corpo em µF ou usando o sistema similar aos cerâmicos, com o terceiro digito indicando a quantidade de zeros do multiplicador e a tensão em volts.

  • Também são capacitores polarizados;
  • O dielétrico é formado por óxido de tântalo;
  • Mesmo pequenos, possuem grandes capacitâncias. Assim, podem substitui os eletrolíticos em circuitos que exigem menor dimensão;
  • São mais caros do que os eletrolíticos.
  • Comumente a tensão de isolamento está entre 3 e 40 V;
  • Capacitância entre 0,1 uF e 50 uF.

Capacitor de Mica:

O material dielétrico deste capacitor, obviamente, é a mica. As placas são de prata, e estas envolvem a folha de mica. Altamente estável quanto à temperatura e possui baixa perda de carga. Muito usado sem circuitos osciladores e circuitos ressonantes. Estes capacitores podem ou não possuir terminais, como os já citados possuem. Alguns modelos são soldados diretamente na placa a qual será montado o circuito, isso ocasiona uma boa dissipação do calor quando se está trabalhando com potências elevadas.

  • A mica é o dielétrico;
  • Bom para circuitos de alta frequência;
  • Capacitância entre 1 pF e 10 nF;
  • Tem tensões típicas de isolamento em 350;
  • Capacitor de mica prateada possui tolerância da ordem de 1%, sendo por isso muito útil em instrumentos de precisão;
  • Comum em circuitos de sintonia de receptores e transmissores;
  • Alta estabilidade;
  • Possui resistência de isolamento muita alta;
  • Também possui valor impresso no componente, ou em código de cores.

    Super capacitor:

super capacitor_Per automação
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=8nb1RFlgutU
  • Grande capacidade de armazenar carga (enorme capacitância, como 10.000 F);
  • Pode substituir bateria em algumas aplicações, com recarga muito mais rápida;
  • Possui potência específica de 5 a 10 vezes maior que a de uma bateria.
  • Por outro lado, a energia específica é bem menor que a da bateria.

Potência específica serve para compara tecnologias em termos da máxima potência de saída dividida pela massa total do dispositivo.

Energia específica é soma total de energia armazenada no dispositivo dividida pelo seu peso.

Vale destacar que os códigos de cores em capacitores são frequentemente encontrados em equipamentos antigos. Assim, é importante saber reconhecer as cores caso você pegue algum desses para consertar.

Equipe P&R Automação Industrial

Fontes:

ELÉTRICA, Mundo. Tipos de capacitores. 2018. Disponível em: <https://www.mundodaeletrica.com.br/tipos-de-capacitores/>. Acesso em: 01 abr. 2019.

ELÉTRICA, Mundo da. Capacitor! O que é, tipos e aplicações! 2018. Disponível em: <https://www.mundodaeletrica.com.br/capacitor-o-que-e-tipos-e-aplicacoes/>. Acesso em: 01 abr. 2019.

CARNEIRO, Felipe. Referência de características e tipos de capacitor comumente encontrados em circuitos diversos. 2018. Eletrônica Aqui. Disponível em: <https://eletronicaqui.com/2017/07/capacitor/>. Acesso em: 11 abr. 2019.

 OLIVEIRA, Gleyson. Entenda o funcionamento tipos e para que serve o capacitor. 2018. Saber elétrica. Disponível em: <https://www.sabereletrica.com.br/entenda-o-funcionamento-dos-capacitores/>. Acesso em: 05 abr. 2019.

CONHECENDO capacitores. 2018. Disponível em: <http://www.py2bbs.qsl.br/capacitores.php>. Acesso em: 11 abr. 2019.