Referência de características e tipos de capacitor comumente encontrados em circuitos diversos.

Você já domina os principais conceitos sobre capacitor? E os tipos, sabe pelo menos quais são os principais?

Como um componente largamente utilizado e ensinado na área eletroeletrônica, muitos podem subestimar a importância de estudar importantes tópicos.

Por isso que neste artigo eu quis trazer uma série de conceitos importantes para servir de referência.

Não deixe de ler também o artigo sobre o dual dele, o indutor.

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Introdução

    Circula no capacitor uma corrente de valor elevado assim que uma tensão é aplicada; o capacitor começa a carregar.

    No instante de tempo inicial, a tensão no capacitor é nula e a corrente máxima; ele atua como se fosse um curto-circuito.

    Com o passar do tempo a situação vai se inverter. Com o capacitor sendo carregado, cada vez menos corrente elétrica vai circular por ele, porque a carga acumulada na placa vai repelir as outras que chegam; a tensão vai crescendo.

    Na corrente alternada ocorre uma troca de polaridade, o que faz a corrente continuar circulando, porque as cargas nas placas do capacitor vão alternar entre positiva e negativa.

    Ao aplicar uma fonte de corrente alternada, a corrente que vai fluir será diretamente proporcional à capacitância e à frequência do sinal aplicado. A reatância capacitiva é a oposição que oferecida pelo capacitor à passagem de corrente alternada.

    Algumas características que se destacam:

    • Armazena energia no campo elétrico;
    • Opõe-se à variação de tensão;
    • Atrasa a tensão em relação à corrente;
    • Para a corrente contínua, o capacitor comporta-se como um circuito aberto;
    • Permite a circulação de corrente alternada.

    Tipos de capacitor

    Ao inserir capacitância em um circuito queremos obter um dos seguintes efeitos:

    • Bloquear corrente contínua;
    • Acoplar o sinal de um circuito ou sistema para outro;
    • By Pass (passagem de corrente alternada);
    • Filtragem de corrente alternada;
    • Sintonia;
    • Gerar formas de onda;
    • Armazenar energia;
    • E outros efeitos…

    Dielétrico

    É o material isolante que fica entre as placas do capacitor. Em função da aplicação, o dielétrico pode ser um dos relacionados abaixo, com suas constantes dielétricas relativas (K):

    • Dielétrico – K
    • Vácuo – 1
    • Ar – 1,0006
    • Teflon – 2
    • Poliestireno – 2,5
    • Mylar – 3
    • Papel, parafina – 4
    • Mica – 5
    • Óxido de alumínio – 7
    • Óxido de tântalo – 25
    • Cerâmica (de baixo k) – 10
    • Cerâmica (de alto k) – 100 a 1000

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    Características de capacitores

    Tipos de capacitor
    Crédito: http://analyseameter.com/wp-content/uploads/2015/09/capacitors01-min.jpg

    De cerâmica

    • Dielétrico é de cerâmica;
    • Encontrados em formato de discos ou tubulares;
    • Os tubulares possuem capacitância de 0,5 pF a 10 nF;
    • As tensões de isolamento podem alcançar 500 V;
    • A tolerância normal vai de 10 a 50%;
    • Os compensados em temperatura possuem uma faixa de tolerância de 1 a 20%;
    • Por apresentarem pequena indutância, são muito utilizados em circuitos de alta frequência;
    • O valor pode vir escrito na superfície do componente; ou o valor em pF pode ser representado por um código de cores.

    Um código largamente utilizado é o de 3 dígitos, em que os dois primeiros correspondem ao valor inicial base, dado em pF (pico Farad). O terceiro dígito é o multiplicador deste valor inicial, por exemplo:

    Código: 223 → 22 × 10³ pF = 22.000 pF = 22 nF

    A óleo

    • O dielétrico é uma película de papel em óleo;
    • Geralmente os valores de capacitância variam de 10 pF a 0,5 uF;
    • As tensões de isolamento ficam em torno de 200 a 1000 V;
    • Podem ser encontrados em valores de 1 uF a 20 uF;
    • A tolerância de 10 a 20%;
    • Muito utilizado em acoplamento e desacoplamento em circuitos de baixa frequência.

    De poliestireno (ou stiroflex)

    • Poliestireno é o dielétrico;
    • Capacitância de 10 pF a 10 nF;
    • As tensões de isolamento estão entre 25 e 500 V;
    • São utilizados em circuitos de alta frequência;
    • É menos estável e preciso do que o capacitor de mica;
    • A tolerância está entre 2,5 e 10%.

    De mica

    • A mica é o dielétrico;
    • Bom para circuitos de alta frequência;
    • Capacitância entre 1 pF e 10 nF;
    • Tem tensões típicas de isolamento em 350;
    • Capacitor de mica prateada possui tolerância da ordem de 1%, sendo por isso muito útil em instrumentos de precisão;
    • Comum em circuitos de sintonia de receptores e transmissores;
    • Alta estabilidade;
    • Possui resistência de isolamento muita alta;
    • Também possui valor impresso no componente, ou em código de cores.

    De poliéster

    • Poliéster é o dielétrico;
    • Capacitância entre 10 nF e 470 nF;
    • A tensão de trabalho fica entre 100 e 400 V;
    • Não indicado para circuitos de alta frequência;
    • As especificações estão no próprio componente (corpo).

    De poliéster metalizado

    • Existe uma fina camada metálica depositada no lados das placas de poliéster;
    • Capacitância entre 1 nF e 2,2uF.
    • Tensões de isolamento entre 100 e 600 V;
    • Não indicados para circuitos de alta frequência;
    • Bom para filtragem e desacoplamento de sinais de baixa frequência;
    • A tolerância fica entre 5 e 20%.

    Eletrolíticos

    • Considerando um mesmo tamanho, quando a capacitância aumenta a tensão de isolamento diminui, e vice-versa.
    • A polaridade dos terminais é determinada no próprio corpo do componente. Por serem polarizados, devem ser conectados corretamente nos circuitos.
    • Tolerância varia comumente entre 20 e 50%;
    • Elevadas correntes de fuga;
    • A capacitância aumenta com o tempo de uso;
    • Comumente utilizados em etapa de filtragem de fonte de alimentação; também em acoplamento e desacoplamento em circuitos de áudio;
    • Capacitância e tensão de trabalho escritos no componente (superfície).

    De policarbonato

    • Mesma família do poliéster (e do metalizado);
    • O dielétrico é o policarbonato;
    • Capacitância entre 10 nF e 2 uF;
    • As tensões de isolamento estão entre 100 e 400 V;
    • Bons em circuitos de baixa frequência;
    • Valor inserido no próprio componente ou dado por código de cores.

    De tântalo

    • Também são capacitores polarizados;
    • O dielétrico é formado por óxido de tântalo;
    • Mesmo pequenos, possuem grandes capacitâncias. Assim, podem substitui os eletrolíticos em circuitos que exigem menor dimensão;
    • São mais caros do que os eletrolíticos.
    • Comumente a tensão de isolamento está entre 3 e 40 V;
    • Capacitância entre 0,1 uF e 50 uF.

    Super capacitor

    • Grande capacidade de armazenar carga (enorme capacitância, como 10.000 F);
    • Pode substituir bateria em algumas aplicações, com recarga muito mais rápida;
    • Possui potência específica de 5 a 10 vezes maior que a de uma bateria.
    • Por outro lado, a energia específica é bem menor que a da bateria.

    Potência específica serve para compara tecnologias em termos da máxima potência de saída dividida pela massa total do dispositivo.

    Energia específica é soma total de energia armazenada no dispositivo dividida pelo seu peso.


    Vale destacar que os códigos de cores em capacitores são frequentemente encontrados em equipamentos antigos. Assim, é importante saber reconhecer as cores caso você pegue algum desses para consertar.


    Capacitor ajustável

    capacitor ajustável ou variável - trimmerTem a proposta de ser ajustado quando o equipamento é fabricado ou consertado. Como prática de calibração e recalibração.

    A ideia não é o usuário variar o valor, como ocorre com um potenciômetro – por exemplo, em controle de volume. Conhecido como capacitor trimmer.

    Utilizados, por exemplo, para ajustar o valor de frequência de oscilação, tempos de subida e descida, sintonia de rádio. A partir de equações que envolvem capacitância, dá para controlar outras variáveis.

    Muitos retiram o trimmer da sucata eletrônica para utilizá-lo em montagens do hobby (montar transmissor?) ou mesmo na manutenção.


    Percepções práticas

    capacitor e sua diversidade de tipos e coresExistem vários tipos de capacitores, como os cerâmicos e os eletrolíticos, respectivamente à esquerda e à direita na imagem. Os cerâmicos possuem um código numérico na superfície.

    Em modernos aparelhos os capacitores são componentes minúsculos. Existem os super capacitores, que ficam carregados com uma tensão bem maior e podem ser utilizados como fontes de energia (bateria de brinquedo, por exemplo).

    Capacitores estão no coração da eletrônica e têm funções como:

    • Acoplamento: evitam que o nível de tensão cc do sinal de entrada de um amplificador “entre” no circuito, o que alteraria a polarização do amplificador e consequentemente a sua faixa de operação, podendo ocasionar distorção.
    • Filtragem: dependendo do tipo e do tamanho do capacitor, é possível bloquear certas frequências de sinal.

    Os super capacitores podem armazenar cargas elevadas (como 2 Farads). Como sua carga podendo durar vários dias, eles podem ser utilizados como bateria em aparelhos de baixo consumo.

    Uma bateria pode carregar um supercapacitor que será utilizado em um carro, por exemplo.