Conheça os Capacitores
Aprenda como analisar os tipos, as funções e como um capacitor armazena carga nos circuitos elétricos
Por Arthur Andrade | 09 de Setembro de 2022
Este artigo tem como objetivo elucidar e esclarecer ao leitor a construção física, propriedades elétricas e alguns tipos de capacitores para que servem e os tipos de capacitores que os circuitos podem ter.
Capacitores são componentes muito importantes para os circuitos eletroeletrônicos, eles são capazes de armazenar carga elétrica, criando assim um campo elétrico e por sua vez armazenando energia. A unidade de medida dos capacitores é o Farad (F).
Sumário
Composição
Em sua forma mais simples, um capacitor é constituído de duas placas condutoras paralelas separadas por um material isolante chamado dielétrico. Os capacitores têm cabos de conexão que são fixados nas placas paralelas.
Como um Capacitor Armazena Carga
No estado neutro, as placas dos capacitores têm o mesmo número de elétrons livres. Quando um capacitor é conectado a uma fonte de tensão CC, através de um resistor, os elétrons são removidos de uma placa e um igual número de elétrons é depositado na outra placa.
À medida que uma placa perde elétrons a outra placa ganha elétrons, a placa que perde elétrons torna-se a ter polaridade positiva em relação a placa que ganha elétrons.
Durante este processo, os elétrons fluem apenas através dos cabos de conexão e da fonte de tensão. Nenhum elétron flui através do dielétrico do capacitor, pois este é um elemento isolante. O movimento dos elétrons cessa quando a tensão no capacitor é igual à tensão da fonte.
Se o capacitor é desconectado da fonte, ele retém carga armazenada por um período, o tempo de armazenamento irá depender do tipo de capacitor. Um capacitor em seu estado carregado pode atuar como uma bateria temporária.
O capacitor armazena energia em um campo elétrico que é estabelecido pelas cargas opostas armazenadas nas duas placas. O campo elétrico é representado por linhas de força entre as cargas positivas e negativas e está concentrado dentro do dielétrico. As placas adquirem carga porque estão conectadas a uma fonte de tensão.
Nesse viés, se cria um campo elétrico entre as placas, que por sua vez armazena energia. A energia armazenada está diretamente relacionada ao tamanho do capacitor, como foi dito anteriormente, e ao quadrado da tensão dado pela seguinte equação:
Tipos de Capacitores
Os capacitores normalmente são classificados de acordo com o tipo de material de seu dielétrico. Os tipos mais comuns de materiais dielétricos são: mica, cerâmica, filme plástico e eletrolíticos (óxido de tântalo e óxido de alumínio).
• Capacitor Mica
Um exemplo de capacitor mica é o de folha empilhada. A construção do capacitor tipo folha empilhada consiste em camadas alternadas de folhas de metal e folhas de mica. Quanto maior o número de folhas, maior a área da placa e maior a capacitância.
• Capacitor Cerâmico
Os dielétricos cerâmicos fornecem constantes dielétricas muito altas. Como resultado, os capacitores cerâmicos conseguem alcançar valores de capacitância comparativamente altos em um tamanho físico pequeno.
• Capacitores de Filme Plástico
Uma construção muito utilizada em muitos capacitores de filme plástico são: tiras finas de filme plástico dielétrico imprensados entre duas tiras de metal que atuam como placas. Nesse viés, um cabo é conectado à placa interna e um é conectado à placa externa do capacitor.
As tiras são enroladas em uma configuração espiral e encapsuladas em uma caixa moldada. Assim, o capacitor consegue ter um tamanho físico relativamente pequeno, mas podendo alcançar altos valores de capacitância.
• Capacitores Eletrolíticos
Os capacitores eletrolíticos são polarizados de modo que uma placa seja positiva e a outra negativa. Esses capacitores são geralmente usados para valores de alta capacitância, mas têm tensões de ruptura relativamente baixas e alta quantidades de vazamento.
Nos últimos anos, os fabricantes desenvolveram novos capacitores eletrolíticos com muito valores de capacitância. Contudo, esses novos capacitores têm classificações de tensão mais baixas do que capacitores de menor valor e tendem a ser caros.
Conclusão
Esse artigo buscou explicar como são feitos, quais os tipos e a importância dos capacitores em circuitos eletroeletrônicos. Com esse conhecimento já é possível ao leitor entender, analisar e interpretar como os capacitores podem operar nos circuitos e quais os caminhos ele deve tomar para calcular a quantidade de energia que um capacitor consegue armazenar.
Referência:
L. Floyd, Thomas; L. Buchla, David. Electronics Fundamentals Circuits: Devices and Applications. Pearson New International Edition.
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