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CAPACITOR

Um capacitor, de maneira simplificada, pode ser entendido como um par de condutores (placas) separados por um material isolante (dielétrico). Quando uma diferença de potencial (tensão) é aplicada a esse par de condutores, um campo elétrico é gerado no dielétrico. Esse campo é capaz de armazenar energia, de onde vem o nome "condensador" para esse componente.

Um capacitor ideal é caracterizado por uma única constante chamada capacitância, a qual é medida em Farads (F) e pode ser definida como a razão entre a carga elétrica armazenada no capacitor e a diferença de potencial aplicada em suas placas: C = Q / V.

Na prática, o material dielétrico possui uma corrente de fuga e uma tensão máxima de isolamento. Essa corrente de fuga é uma das causas da perda de carga de um capacitor com o passar do tempo. Além disso, os terminais condutores possuem uma resistência elétrica, que também pode ocasionar perdas.

Os capacitores são amplamente utilizados em circuitos eletrônicos para bloquear a passagem de corrente contínua e permitir a passagem de corrente alternada, filtrar interferências, suavizar a saída de fontes de alimentação, sintonia de circuitos ressonantes, dentre outras aplicações.

Um de capacitor de placas paralelas:

Na prática, os capacitores são formados por diversas placas, dispostas de maneira a aumentar a superfícies das mesmas e obter uma maior capacitância.

Existem diversos tipos de capacitores, de acordo com o material empregado como dielétrico. Cada dielétrico confere um valor diferente de capacitância, considerando as mesmas dimensões físicas do capacitor. Os dielétricos podem ser sólidos, líquidos ou gasosos, sendo mais comuns os dois primeiros tipos. Exemplos de materiais dielétricos utilizados em capacitores são: cerâmica, poliéster, tântalo, mica, óleo mineral, soluções eletrolíticas etc.

Cada tipo de capacitor apresenta suas peculiaridades, vantagens e desvantagens:

• Cerâmicos: Capacitores pequenos, de baixo custo, adequados para altas freqüências. São fabricados com valores de capacitância de picofarads (pF) até 1 microfarad (µF). Sua capacitância pode variar dependendo da tensão aplicada.

• Poliéster: Muito utilizados para sinais AC de baixa frequência, mas inapropriados para altas frequências. Seu valor típico de capacitância reside na ordem dos nanofarads (nF).

• Tântalo: Alta capacitância, tamanho reduzido, ótima estabilidade. Existem modelos polarizados e não-polarizados. Possuem maior custo de produção em relação aos capacitores eletrolíticos e tensão máxima de isolamento em torno de 50V.

• Mica: São inertes, ou seja, não sofrem variação com o tempo e são muito estáveis, porém, de alto custo de produção.

• Óleo: Possuem alta capacitância e são indicados para aplicações industriais, pois suportam altas correntes e picos de tensão elevados. Possuem tamanho superior em relação a outros tipos de capacitores e seu uso é limitado a baixas frequências.

• Eletrolíticos: Nome comumente empregado aos capacitores cujo dielétrico é o óxido de alumínio imerso em uma solução eletrolítica. São capacitores polarizados de alto valor de capacitância, muito utilizados em fontes de alimentação. Possuem custo reduzido em relação ao valor da capacitância, porém, proporcionam grandes perdas e seu uso é limitado a baixas frequências.

A figura seguinte ilustra alguns tipos de capacitores:

Capacitores cerâmicos: Estes são os mais comuns atualmente. Um tipo comum é tubular, se bem que suas características não sejam indutivas. É obtido a partir de um tubo oco de cerâmica sendo, depositadas por meios eletrolíticos uma armadura internamente e outras externamente. Outro tipo é o construído com pedaços planos de cerâmica onde as armaduras são depositadas nas faces. Para se obter maior capacitância podem ser empilhados diversos conjuntos. Pelas suas características, estes capacitores podem ser usados numa ampla gama de aplicações que vão dos circuitos de corrente contínua aos circuitos de freqüências muito altas.

Capacitores de poliéster: trata-se de um tipo bastante comum de capacitor que utiliza uma espécie de plástico, sendo obtido colocando-se folhas de alumínio como armaduras e folhas de poliéster entre elas para formar o dielétrico. Sua construção pode levar tanto a capacitores planos como tubulares. Para estes tipos, entretanto as características do poliéster o tornam inapropriado para aplicações em circuitos de altas freqüências. Uma variação é o poliéster metalizado, onde a armadura é feita pela deposição eletrolítica de uma fina capa de metal sobre o poliéster.

Capacitores de Tântalo: Capacitores de tântalo são capacitores eletrolíticos que usam um material chamado de tântalo para os eletrodos. Grande valor de capacitância similares ao de alumínio pode ser obtido. Capacitores de tântalo são superiores ao de alumínio no que se refere à temperatura e freqüência de operação. Usualmente o símbolo”+" é usado para indicar o pólo positivo. Capacitores de tântalo são um pouco mais caro que os de alumínio. São usados em circuitos que precisam que o valor da capacitância seja constante com a temperatura e freqüência

Capacitores de Mica: Nesses capacitores a mica é usada como dielétrico. Esse capacitor tem boa estabilidade por que o seu coeficiente de temperatura é pequeno. Tem também excelentes características de freqüência, sendo usados em circuitos ressonantes e filtros de alta freqüência. Como tem boa isolação, sendo ideais para circuitos de alta tensão. Capacitores de mica não possuem grandes valores de capacitância, e são relativamente caros.Estes capacitores não tem polaridade

Capacitores de óleo (Impregnado a óleo): Os capacitores de potência impregnados em óleo para baixa tensão, na tecnologia de capacitores de média tensão para aplicação em circuitos onde é desejada uma robustez dielétrica adicional, em virtude de condições adversas decorrentes da característica própria do sistema tais como sobretensões periódicas ou de regime, surtos de tensão, transitórios, harmônicos, etc.).

Tais capacitores, devido a sua característica construtiva com a utilização de duas folhas

de alumínio como placas condutoras e duas folhas de polipropileno e óleo biodegradável compondo o meio dielétrico possuem uma suportabilidade muito superior aos problemas de sistema