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O que é capacitor? Como funciona e características

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Um capacitor é capaz de armazenar carga elétrica, assim como uma bateria, porém de uma forma distinta.

Embora não possa armazenar tanta energia quanto uma bateria, ele é capaz de carregar e descarregar sua energia de maneira muito mais rápida.

Essa característica torna o capacitor um componente eletrônico extremamente útil, e é por isso que ele é
encontrado em quase todas as placas de circuito eletrônico.

Capacitores em placa de circuito impresso.
Capacitores em placa de circuito impresso.

Capacitor: tipos de capacitores

Existem muitos tipos diferentes de capacitores, incluindo capacitores eletrolíticos, capacitores de filme,
capacitores de cerâmica e capacitores de tântalo.

Cada tipo tem suas próprias propriedades elétricas e físicas únicas. Por exemplo, capacitores eletrolíticos são frequentemente usados ​​em fontes de alimentação devido à sua alta capacitância e baixo custo, enquanto capacitores de filme são usados ​​em circuitos de áudio devido à sua baixa distorção.

Tipos de capacitores.
Tipos de capacitores.

Como é feito o capacitor?

O capacitor é composto por dois condutores, chamados de terminais, separados por um isolante. Ele é carregado por meio de uma diferença de potencial entre seus terminais.

Quando uma tensão é aplicada em um capacitor, elétrons são atraídos para uma das placas e afastados da outra. Isso cria uma carga elétrica em cada placa, resultando em um campo elétrico entre elas.

O dielétrico, que é um isolante, impede a passagem de corrente entre as placas, mas permite que o campo elétrico seja mantido.

Característica do capacitor.
Característica do capacitor.

Onde os capacitores são usados?

Os capacitores são utilizados em diversos equipamentos eletrônicos, como motores de indução, ventiladores de teto e aparelhos de ar condicionado.

Além disso, existem capacitores de maiores dimensões, que são empregados para corrigir o fator de potência em grandes edifícios.

Banco de capacitores.
Banco de capacitores.

Ao observarmos um capacitor, podemos notar a presença de dois valores: a capacitância e a tensão. A capacitância é medida em Farads, porém, é comum a utilização da unidade microfarads. Nesse caso, o símbolo utilizado é uma letra U com uma cauda. Já a tensão é medida em volts e indica a máxima tensão que o capacitor suporta.

Símbolos das unidades do capacitor.
Símbolos das unidades do capacitor.

É importante estar atento a esses valores ao escolher um capacitor para um determinado circuito. Pois como falamos, o capacitor é fabricado para trabalhar com uma tensão definida. Se excedermos isso, então o capacitor irá explodir.

Podemos dizer que uma das utilidades mais comuns de capacitores é o uso para correção do fator de potência em grandes edifícios e indústrias.

Quando diversas cargas indutivas são instaladas em um circuito, as formas de onda de corrente e tensão ficam fora de sincronia entre si, e a corrente ficará atrasada em relação a tensão.

Corrente defasada pela carga indutiva.
Corrente defasada pela carga indutiva.

Na sequência, usamos um banco de capacitor para corrigir isso, e trazer as duas formas de onda de volta ao sincronismo.

Banco de capacitor para correção do fator de potência.
Banco de capacitor para correção do fator de potência.
Corrente sincronizada após aplicação do banco de capacitor.
Corrente sincronizada após aplicação do banco de capacitor.

Uma aplicação muito cotidiana é suavizar picos ao converter energia alternada para continua.

Quando usamos um retificador de ponte completa, a onda senoidal alternada é invertida para fazer o ciclo negativo fluir na direção positiva.

Tensão de saída da ponte completa sem capacitor.
Tensão de saída da ponte completa sem capacitor.

Isso fará o circuito pensar que está recebendo corrente contínua, mas um dos problemas com este método é a diferença entre os picos.

Tensão de saída após aplicar capacitor.
Tensão de saída após aplicar capacitor.

Conforme mencionado anteriormente, é possível utilizar um capacitor para liberar energia no circuito durante interrupções, tornando a fonte de alimentação mais uniforme e semelhante a uma fonte de corrente contínua. Essa técnica é bastante útil em circuitos que exigem uma alimentação estável, como em aparelhos eletrônicos sensíveis a variações de corrente elétrica. O capacitor é carregado durante o período de alimentação normal e descarregado durante as interrupções, evitando oscilações na tensão elétrica do circuito. É importante destacar que a escolha do valor do capacitor deve levar em consideração as especificações do circuito e das cargas elétricas envolvidas.

Conclusão sobre o que é capacitor

O capacitor é um dos componentes eletrônicos mais versáteis e indispensáveis em circuitos elétricos e eletrônicos. Sua principal função é armazenar e liberar energia elétrica na forma de carga, além de atuar em diversas outras funções, como filtragem, desacoplamento, temporização, correção de fator de potência e proteção de circuitos.

Basicamente, um capacitor é composto por duas placas condutoras (eletrodos) separadas por um material isolante chamado dielétrico, que pode ser ar (em capacitores variáveis), cerâmica, papel, plástico, mica, óxido metálico, entre outros. A escolha do dielétrico influencia diretamente nas propriedades do capacitor, como sua capacitância, estabilidade térmica, resistência à tensão e tamanho físico.

Existem diversos tipos de capacitores, cada um com características específicas para diferentes usos:

  • Cerâmicos: usados em circuitos de alta frequência e desacoplamento.
  • Eletrolíticos: ideais para fontes de alimentação e filtragem de sinais.
  • Poliéster e polipropileno: comuns em circuitos de áudio e aplicações que exigem estabilidade.
  • Tântalo: usados onde é necessária alta capacitância em pequenos volumes.
  • Variáveis: ajustáveis para sintonizar frequências em rádios e transmissores.

Os capacitores estão presentes em praticamente todos os dispositivos eletrônicos, como:

  • Fontes de alimentação.
  • Placas-mãe de computadores.
  • Aparelhos de som.
  • Rádios e TVs.
  • Inversores e sistemas de energia solar.
  • Equipamentos médicos e industriais.

Além do uso em eletrônica, capacitores também são aplicados em sistemas elétricos de potência, como em bancos de capacitores usados para correção do fator de potência e redução de perdas na rede elétrica.

Em resumo, os capacitores são componentes fundamentais para garantir o bom funcionamento, a estabilidade e a eficiência de sistemas eletrônicos e elétricos. Com uma enorme variedade de tipos e aplicações, compreender o funcionamento e a escolha correta dos capacitores é essencial para qualquer profissional ou estudante da área de eletrônica.

Continue seu aprendizado sobre eletrônica, conheça também o diodo

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Pedro

Bacharel em Engenharia Elétrica, com ênfase em Telecomunicações e hobbysta em eletrônica nas horas vagas =).

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