Os capacitores são componentes eletrônicos dos mais diversos tipos capazes de armazenar cargas elétricas. Eles possuem 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 dada quantidade de carga, e então torna-se condutor.
Os capacitores armazenam carga e depois a liberam. Como eles realizam isso depende do tamanho e do que são feitos. Os capacitores são um dos componentes eletrônicos mais comuns e estão disponíveis em uma ampla variedade de tipos.
Cada tipo de capacitor oferece um conjunto de características que os tornam adequados para determinadas aplicações, ambientes e produtos.
Eles são normalmente categorizados por fator de forma ou design físico e o material dielétrico usado para armazenar e liberar energia. Cada tipo de capacitor oferece características únicas que os tornam adequados para determinadas aplicações, ambientes e produtos.
Capacitores são componentes eletrônicos que armazenam energia elétrica em um campo elétrico. Existem vários tipos de capacitores, cada um com diferentes características e aplicações.
Tabela com os principais tipos de capacitores
| Tipo de capacitor | Características | Usos | Exemplo de uso prático |
|---|---|---|---|
| Capacitor eletrolítico | Baixo custo, alta capacidade, polarizado | Estabilização de tensão, filtragem de ruído | Estabilização de tensão em fontes de alimentação de computadores |
| Capacitor de filme | Boa precisão, baixa tolerância, não polarizado | Acoplamento de sinais, temporização, filtragem de frequência | Filtro de áudio em sistemas de som |
| Capacitor cerâmico | Alta estabilidade, baixo custo, disponível em diferentes valores de capacitância | Aplicações de alta frequência, desacoplamento de circuitos integrados | Desacoplamento de circuitos integrados em placas de circuito impresso |
| Capacitor de poliéster | Boa precisão, alta tolerância, baixa perda dielétrica | Filtros de áudio, circuitos de temporização | Circuito de temporização em um alarme de carro |
| Capacitor de mica | Baixa perda dielétrica, alta estabilidade, não polarizado | Circuitos eletrônicos de alta frequência, osciladores | Oscilador em um rádio de ondas curtas |
| Capacitor de tântalo | Alta densidade de energia, baixo perfil, polarizado | Aplicações de baixa tensão e alta capacidade | Estabilização de tensão em dispositivos portáteis, como smartphones |
| Capacitor de cerâmica multicamadas (MLCC) | Baixa impedância, alta estabilidade, disponível em diferentes valores de capacitância | Desacoplamento de circuitos integrados, filtros de frequência | Desacoplamento de circuitos integrados em dispositivos de comunicação sem fio |
| Capacitor de alumínio | Alta capacitância, polarizado, menor custo que o capacitor de tântalo | Fontes de alimentação, amplificadores de sinal | Filtro de alimentação em um amplificador de guitarra |
| Capacitor de nióbio | Alta densidade de energia, polarizado, baixa resistência de série equivalente (ESR) | Eletrônicos de consumo, aplicações de alta frequência | Filtro de alimentação em um smartphone |
| Capacitor de vidro | Alta estabilidade térmica, baixa capacitância, alta resistência de isolamento | Circuitos de alta precisão, instrumentação, medição | Detector de nível em um tanque de combustível |
| Capacitor de óxido de titânio | Alta estabilidade, alta tolerância, disponível em valores de capacitância muito altos | Circuitos de alta tensão, eletrônica de potência | Dispositivo de acoplamento em um circuito de alta tensão |
| Capacitor de eletreto | Polarizado, mantém uma carga elétrica por um longo período de tempo | Microfones, fones de ouvido | Cápsula de microfone em um sistema de som profissional |
| Capacitor de eletrolítico de alumínio sólido | Alta capacidade, baixa resistência de série equivalente (ESR), alta estabilidade térmica | Circuitos de áudio e vídeo, eletrônica |
Esses são apenas alguns dos muitos tipos de capacitores disponíveis, cada um com suas próprias características e usos específicos em circuitos eletrônicos.
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Principais tipos de capacitores
Capacitores são componentes comuns em um laboratório de eletrônica e vêm em uma variedade de tipos.
Cada tipo de capacitor apresenta diferenças significativas em valores típicos e disponíveis para tolerância de capacitância, classificação de tensão, estabilidade de temperatura, resistência de série equivalente, tamanho e confiabilidade.
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Capacitores de filme
Capacitores de filme são um dos tipos mais comuns. Os de filme incluem uma grande família de capacitores, com a principal diferença nos materiais dielétricos utilizados.
Os materiais comuns usados incluem poliéster (mylar), poliestireno, policarbonato de polipropileno, papel metalizado e Teflon. Os de filme estão disponíveis em valores de pF (picoFarads) até 100 ‘de uF (microFarads).
Capacitores de filme de alta tensão, com classificações de tensão superiores a 500 volts, estão no topo da escala de capacidade. A vantagem dos de filme, especialmente os que usam filmes plásticos, são os de longa vida útil e os valores de capacitância muito estáveis.
Os de filme estão disponíveis em vários tamanhos de embalagem e formatos. Os fatores de forma mais comuns para os de filme são cilíndricos, ovais, redondos e retangulares e a maioria dos fatores de forma estão disponíveis com fios de estilo axial e radial.
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Capacitores Eletrolíticos
Os capacitores eletrolíticos são construídos com filmes metálicos finos e uma solução semi-líquida eletrolítica, oferecendo flexibilidade para serem enrolados e proporcionando uma grande área de superfície, resultando em alta capacitância. Uma fina camada de óxido dielétrico é criada no filme metálico para evitar curtos-circuitos na solução eletrolítica.
O filme dielétrico extremamente fino aumenta significativamente a capacitância do capacitor eletrolítico. No entanto, esses capacitores têm limitações, como a polarização e as classificações de tensão. A maioria dos capacitores eletrolíticos é polarizada e requer cuidados específicos para evitar danos. A polaridade é indicada por um sinal negativo, indicando o terminal com o menor potencial elétrico.
Os capacitores eletrolíticos possuem classificações de tensão geralmente baixas, mas alguns têm classificações de várias centenas de volts. Os tipos mais comuns são de alumínio e tântalo. Os capacitores de tântalo, embora polarizados, são mais resistentes a polaridades reversas do que os de alumínio.
Às vezes, são conectados em série com terminais negativos para formar um capacitor de tântalo “não polarizado”. Capacitores de tântalo são menores, com correntes de vazamento mais baixas, sendo ideais para diversas aplicações, como bloqueio de sinal, desvio, desacoplamento, filtragem e temporização.
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Capacitores de cerâmica
Capacitores de cerâmica são alguns dos mais comuns usados, especialmente em aplicações de montagem em superfície. Eles são feitos revestindo um disco ou placa de cerâmica com um condutor e conectando vários.
A cerâmica usada possui uma constante dielétrica muito alta, o que permite que os capacitores de cerâmica tenham um valor de capacitância relativamente alto em um tamanho pequeno.
Diferentemente dos eletrolíticos, os de cerâmica não são polarizados, mas sua capacitância passa por uma mudança não linear à medida que a temperatura muda. Por esses motivos, os de cerâmica são frequentemente usados como bypass.
Os de cerâmica estão disponíveis em valores que variam de alguns pF a vários uF e possuem classificações de tensão de alguns volts a dezenas de milhares de volts.
Capacitor de Tântalo
São usados para substituir os capacitores de eletrolítico, quando se quer minimizar o circuito. Seu material dielétrico é o Óxido de Tântalo, tem baixa corrente de fuga, e uma vida útil geralmente maior do que de outros eletrolíticos.
Estes também merecem cuidado na hora da polarização, pois se polariza de maneira incorreta certamente ocasionará em uma explosão imediata.
Para prevenir isto, como de costume, os fabricantes tomam o cuidado de deixar o terminal positivo maior que o terminal negativo.
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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.
Capacitor SMD
São usados em todo tipo de equipamentos eletrônicos. O material dielétrico destes capacitores pode ser de cerâmica, tântalo, entre outros.
Por serem muito pequenos, são geralmente montados nos circuitos por robôs. Ele não possui terminais, este componente é de montagem em superfície.
Outros tipos de capacitores
- Capacitor variável: São usados em circuitos sintonizados, como a sintonia de um rádio. O material dielétrico geralmente é o ar, e as placas são de alumínio ou latão. Não são indicados para trabalhar em altas potências e tensões elevadas.
- Óleo e Papel: Não são mais fabricados, e por isso são verdadeiras raridades. Eles eram usados em equipamentos valvulados, onde requer alta isolação. Sua composição era de fitas de alumínio enroladas em um papel embebido por óleo. Da mesma forma, os capacitores de papel já não são mais fabricados, eles eram usados nos primórdios da eletrônica. Eram constituídos por folhas metálicas e um tubo enrolado de papel. Estes materiais eram embebidos de cera de abelha.
- Aparador: Vários tipos especiais estão disponíveis para aplicações mais especializadas. O aparador ou variáveis são capacitores com capacitância ajustável e são úteis para o ajuste fino ou compensação no circuito.
- Ultra Capacitores: Ultra capacitores são capacitores com valores de capacitância muito altos, normalmente com capacitância maior que um farad. Eles geralmente têm baixa voltagem, mas armazenam energia suficiente para substituir as baterias em certas aplicações.
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