Capacitores


Também conhecido como condensador, é um componente que possue como principal função a capacidade de armazenar cargar eletricas                    ( Capacitancia ) , constituído de duas placas condutoras separadas por uma material isolante chamado dielétrico. O dielétrico possui alta capacidade de resistência ao fluxo de corrente elétrica não não permitindo a fuga das cargas entre as placas.
Ao aplicar uma corrente entre os terminais de um capacitor, uma das placas será carregada negativamente, o campo gerado por esta carga irá repelir os eletrons da outra placa tornando-a positiva, as cargas são eqivalentes em ambas as placas apenas tendo polaridade oposta. 
O Capacitor armazena energia no campo elétrico porque este forma um bipolo elétrico que estabelece uma diferença de potencial (tensão) entre as placas carregadas. A forma como são construídos pode variar assim como o tamanho, As diferenças entre os tipos são importantes, pois conforme o material usado como dielétrico, podem manifestar propriedades específicas que tornam os capacitores ideais para determinadas aplicações.  

Capacitores de Ceramica 
Este tipo de capacitor apresenta uma constante dielétrica alta, permitindo valores
relativamente altos em pequenos volumes. Características boas para altas freqüências.
Os elementos podem ter forma de disco ou outras e podem ser apenas um conjunto ou
vários empilhados. Em geral disponível em valores de 1 pF a 2,2 uF e tensões até 6 kV.

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"Devido a extenção do assunto as informações adicionais foram tratadas em postagens especificas a cada grupo de capacitores "

Capacitores ceramicos "Plate"

Plate é um tipo de capacitor cerâmico com algumas vantagens em relação ao ceramico comum, possue tamanho 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.



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 Capacitores ceramicos "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 como se estivessem empilhados, as camadas metálicas individuais são conectadas umas às outras através de uma terminação metálica onde são soldados os terminais de capacitor. Apresentam baixas perdas, capacitância estável, alta resistência de isolação e alta capacitância em pequenas dimensões.


Capacitores de Filme Plastico 

Os capacitores de filme plástico se caracterizam por apresentarem como dielétrico uma lâmina de material plástico (poliéster, polipropileno, poliestireno, policarbonato). Sua capacitância é da ordem de NANOFARADS, apresenta Baixíssimas perdas no dielétrico, alta resistência de isolação, estabilidade da capacitância, baixa porosidade e conseqüente resistência à umidade.
Tipos: Poliéster (MKT), Prolipropileno (MKP), Poliestireno (MKS) e Policarbonato (MKC ou MAC).


Capacitores Eletroliticos

O Capacitor eletrolítico internamente é composto por duas folhas de alumínio, separadas por uma camada de óxido de alumínio, enroladas e embebidas em um eletrólito líquido (composto predominantemente de ácido bórico ou borato de sódio). Por ser composto por folhas enroladas, tem a forma cilíndrica. Suas dimensões variam de acordo com a capacitância e limite de tensão que suporta. São capacitores polarizados, possuem alta capacitancia, mas a resistência de isolação é relativamente baixa e outras características tornam inviável o emprego em freqüências elevadas.

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 Capacitores eletroliticos de Tantalo

Os Capacitores Eletrolíticos de Tântalo utilizam o Óxido de Tântalo como isolante e também são polarizados devido à existência do eletrólito, capacitores de óxido de tântalo são designados especificamente para aplicações em que requeiram baixa corrente de fuga e baixo fator de perdas. Oferecem longa vida operacional, grande compacticidade (alta capacitância em volume relativamente reduzido) e elevada estabilidade dos parâmetros elétricos.


Capacitores Variaveis

Geralmente são construídos com dielétrico de ar ou de filme plástico e sua capacitância pode ser variada por meio de um eixo no qual estão montadas as placas ou grupos de
placas móveis, um outro grupo de placas é fixo e é montado sobre um material isolante, o corpo ou chassi do componente.  O grupo de placas móveis que constitui o capacitor variável é formado por placas metálicas em forma de segmentos, unidas a um eixo central de movimento rotativo ou a um parafuso de aperto que permitem, em ambos os casos, variar a posição ou distância entre as placas móveis e fixas. Variando a distância entre as placas ou a área superposta das placas, variamos a capacitância.

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Capacitores SMD

Capacitores SMD são usados ​​em grandes quantidades. Existem muitos tipos diferentes de capacitor SMD que variam a partir de tipos de cerâmica, por meio de variedades de tântalo, electroliticos e outros mais. Destes, os capacitores cerâmicos SMD são os mais amplamente utilizados.
 
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Carga do Capacitor

Considerando um capacitor em um circuito, no instante em que o circuito é fechado, há um máximo de repulsão eletrostática (fluxo de elétrons máximo) e, portanto, a corrente é máxima enquanto a tensão sobre o capacitor é nula. 
O capacitor inicia o processo de carga e o fluxo de elétrons (corrente) tende a diminuir enquanto a tensão sobre ele se eleva. Quando o capacitor estiver completamente carregado, não haverá mais espaço para o fluxo de eletrons e não circula mais corrente. Neste instante, a tensão sobre o capacitor é máxima, igual à tensão da fonte (bateria).
Portanto, a tensão sobre o capacitor aumenta desde zero (completamente descarregado) até igualar-se à tensão da fonte, seguindo uma curva pré-determinada com relação ao tempo. A corrente no circuito sofre uma variação instantânea desde zero até um valor máximo (dependente da resistência do circuito) e decai a zero, enquanto o capacitor se carrega.

Se o resistor for pequeno, a corrente flui facilmente e o capacitor é carregado rapidamente. Se houver um resistor de alto valor, o processo de carga segue uma curva
diferente e levará mais tempo para o carregamento. 
 
Capacitância
Capacitancia é o nome dado a propriedade do capacitor armazenar energia, pelo Sistema Internacional (SI) temos a seguinte relação.

C – Capacitância (Farad)
Q – Carga elétrica (Coulomb)
V – Tensão (Volt) ( V = U )

 C = Q / V

Quando aplicarmos uma tensão igual a 1 volt(V) e o capacitor armazenar 1 Coulomb(C) (6,28 × 1018 elétrons), teremos então uma capacitância igual a 1 Farad(F). O Farad (homenagem ao físico inglês Michael Faraday) é uma unidade extremamente grande. Por isso, são mais utilizados seus submúltiplos. 
Microfarad     10-6    uF = 0.000.001 Farad
Nanofarad     10-7    nF = 0.000.000.1 Farad
Picofarad      10-8    pF = 0.000.000.01 Farad

Capacitor em série e paralelo
 

Associação em série: A corrente que flui através de capacitores em série é a mesma, porém cada capacitor terá uma queda de tensão (diferença de potencial entre seus terminais) diferente. A soma das diferenças de potencial (tensão) é igual a diferença de potencial total.Na associação em serie os capacitores são ligados da seguinte forma: a armadura positiva de um capacitor é ligada com a armadura negativa do outro capacitor e assim sucessivamente. Para determinar a capacitância equivalente de uma associação de dois ou mais capacitores utilizamos a seguinte relação matemática:

As regras de Capacitores em série são semelhantes aos Resistores em Paralelo.

Associação paralela:  A ligação em paralelo de capacitores aumenta a capacitância total porque aumenta a área de placas recebendo cargas, num circuito de capacitores montados em paralelo todos estão sujeitos à mesma diferença de potencial (tensão). Para calcular a sua capacidade total (Ce): 

As regras de Capacitores em paralelo são semelhantes aos Resistores em Série.

Associação mista:  Na associação mista de capacitores, tem-se capacitores associados em série e em paralelo. Nesse caso, o capacitor equivalente deve ser obtido, resolvendo-se o circuito em partes, conforme a sua configuração. Por isso, calcule, antes associação de capacitores em série para após efetuar o cálculo dos capacitores em paralelo. 
Principais Parâmetros dos Capacitores:

Capacitância Nominal (CN) - É o valor de capacitância pelo qual o capacitor é denominado e para o qual foi fabricado. O valor real da capacitância pode apresentar um desvio (uma diferença), em relação ao valor nominal.
Tolerância – a Tolerância é uma faixa de variação admissível para a capacitância que o
capacitor realmente apresenta. O valor da Tolerância geralmente é expresso em valor percentual da capacitância nominal
Exemplo: Um Capacitor de 100pF (nominal) com tolerância 10% ou ± 10pF indica que a sua capacitância real pode estar entre 90pF e 110pF. Se medirmos a sua capacitância e o valor estiver nesta faixa, o capacitor estará dentro dos parâmetros. Caso contrário, estará fora de especificação.
Tensão Nominal (VN) - É a tensão contínua máxima que pode ser aplicada a um capacitor,
sem que ele se danifique.
Tensão de Operação (Vop) – É a tensão na qual o capacitor opera sem reduzir sua vida útil.
Tensão de Pico (Vp) - É a máxima tensão que pode ser aplicada num capacitor, por curtos
períodos de tempo, até 5 vezes por minuto, durante 1 hora.
Resistência Paralela (RP) - O Material dielétrico inserido entre as placas de um capacitor pode ser definido como um resistor de altíssimo valor ôhmico. A existência dessa resistência é comprovada pelo fato de um capacitor, uma vez carregado, não conservar a sua carga
indefinidamente, pois a carga se escoa lentamente pelo dielétrico.
Resistência Série Equivalente - RSE (ESR)- A resistência série equivalente é formada pelas resistências das placas, resistências de contato dos terminais com as placas e as resistências dos próprios terminais do capacitor.
Corrente de Fuga - É o fluxo de corrente através do dielétrico. Um baixo valor de corrente de fuga indica um dielétrico de boa qualidade.
Características de Temperatura – A temperatura de operação, temperatura à qual o capacitor está submetido, geralmente influencia no valor da sua capacitância. Geralmente, com o aumento da temperatura de operação, a capacitância tende a aumentar. O comportamento da capacitância com relação à temperatura é especificado, pelo fabricante, nas características de temperatura do capacitor.

Tabela de Aplicação dos Capacitores


Veja Tambem - Como testar capacitores

Capacitores Antigos - "Zebrinha", "Pin Up", Tubular e de Papel

Tipos A - Snnober, B - Mica, C - feed through, D - Knob e E - Oleo