Entenda o Funcionamento Tipos e Para Que Serve o Capacitor

componentes que figuram entre os mais utilizados dentro da eletrônica são os

capacitores, que são capazes de armazenar energia na forma de campo elétrico no seu

processo de carga, liberando essa energia no processo de descarga. São largamente

utilizados para diversos fins, tanto em aplicações de corrente contínua, como

temporizadores, retificadores e em corrente alternada para correção do fator de potência,

filtros passivos, entre outros.

Como os capacitores são usados basicamente para armazenar energia, alguns cuidados

devem ser tomados para garantir que trabalhem sempre dentro das suas especificações

evitando sobreaquecimento que em alguns casos pode até a causar explosão do

componente. Acompanhe esse artigo e fique por dentro de como funcionam os

capacitores.

Funcionamento, Tipos e Aplicação do Capacitor

Basicamente, o capacitor consiste em duas placas metálicas condutoras separadas

por um isolante dielétrico, sendo que esse dielétrico pode ser encarado como um

material isolante qualquer, que em alguns casos dá nome ao capacitor (capacitores

cerâmicos, de mica, de poliéster, etc).

Exemplos de capacitores comuns no mercado

Todo capacitor tem um parâmetro denominado capacitância cuja unidade é o Farad

(F), que determina quanta carga ele é capaz de armazenar. Como 1 Farad (1F) é

considerado uma capacitância muito grande, o mais comum é vermos componentes com

subunidades do Farad, como microFarad (uF), nanoFarad (nF) ou mesmo picoFarad

(pF). A tendência é de quanto maior a capacitância, maior as dimensões do capacitor,

aumentando também os cuidados em seu manuseio. Há também uma tensão máxima

impressa no capacitor, essencial para garantir a isolação do dielétrico e manter o

funcionamento do dispositivo.

Comparação de tamanho de diversos valores de capacitor eletrolítico

Outra característica importante dos capacitores é o seu processo de carga e descarga,

que garante que a energia acumulada seja descarregada um tempo depois em outra parte

do circuito.

Simbologia usada para capacitores

Processo de Carga e Descarga de um capacitor

Analisando em corrente contínua, temos que um capacitor ligado a uma bateria tende a

acumular cargas pelo efeito do campo elétrico. A placa ligada ao polo positivo acumula

cargas positivas, assim como a placa ligada ao polo negativo que acumula cargas

negativas.

Essas cargas não chegam a se combinar graças ao isolante (dielétrico) que separa as

placas (também chamadas de armaduras) garantindo que o capacitor, em condições

normais de funcionamento, não se torne num curto-circuito e sim um acumulador de

cargas. A distância entre as placas também é determinante para o valor final da

capacitância.

Funcionamento básico de um capacitor ligado a uma bateria, com acúmulo de cargas

nas placas condutoras paralelas.

Enquanto conectado na bateria, o capacitor passa pelo processo de carga. Utiliza-se

uma resistência em série com o capacitor para controlar seu tempo de carga,

dependente da constante T equacionada abaixo:

T = R x C

Onde T é a constante de carga dada em segundos, R a resistência em série dada em

Ohms, e C a capacitância em Farads.

O processo de descarga é análogo, ou seja, obedece o mesmo equacionamento. Veja

abaixo um exemplo simples de carga e descarga de capacitores.

Com a chave nessa posição verificamos o processo de carga, já que temos uma

corrente fluindo da bateria para o capacitor, limitada pelo resistor R, e nesse caso com

constante de carga T = 1s

Com o capacitor já carregado, troca-se a posição da chave e o capacitor se desconecta

da bateria, passando a descarregar-se no resistor de 100kΩ

Há uma curva característica que descreve a carga e descarga de um capacitor, ilustrando

também o significado da constante de carga.

Verifica-se, pelo gráfico, que o capacitor carrega mais rapidamente até a constante de

carga T, corresponde a 63% da carga. Depois dessa marca, vemos que demora mais

tempo para completar a capacidade máxima de carga do dispositivo. Para uma carga

total, estima-se um tempo de 5xT, ou seja, para o exemplo anterior, o tempo total de

carga é 5 segundos.

Tipos de Capacitores

No mercado há diversos tipos de capacitores, sendo citados abaixo os mais comuns:

Capacitor Cerâmico

São capacitores apolares, cujo dielétrico é feito de cerâmica. Geralmente possuem um

encapsulamento de esfera achatada. Como tratam-se em sua maioria de capacitores

muito pequenos, usa-se com uma codificação especial para obter seu valor nominal de

capacitância.

Interior de um capacitor cerâmico, ilustrando suas placas separadas pelo disco

dielétrico de cerâmica.

Um capacitor cerâmico tem 3 algarismos na sua carcaça, sendo os dois primeiros

significativos e o ultimo um multiplicador de base 10. Veja o exemplo abaixo.

Para obter o valor do capacitor, considera-se os dois primeiros algarismos e

acrescenta-se tantos zeros quanto forem indicados no terceiro algarismo. Nesse caso,

temos 12.000 pF, ou seja, 12 nF de capacitância.

Capacitores de Poliéster

São também apolares, geralmente maiores que os de cerâmica e com a capacitância já

impressa na resina externa.

Exemplos de capacitores de poliéster

No entanto há também fabricantes que optam pelo código de cores semelhante ao

usado em resistores convencionais.

Capacitor Eletrolítico

Usado em circuitos de corrente contínua, o capacitor eletrolítico é polarizado, ou seja,

há um terminal específico para o positivo e outo para o negativo dentro do circuito.

Nesse tipo de capacitor, as informações mais importantes estão impressas na capa

plástica que envolve o dispositivo.

A faixa de cor diferenciada indica o terminal negativo do capacitor

Inverter essa polarização pode ser perigoso, já que o capacitor corre o risco de sofrer

danos, e até explodir, mesmo em condições que seriam adequadas para seu

funcionamento na polarização correta.

O aspecto construtivo desse capacitor segue o modelo de camadas metálicas isoladas

com dielétrico, feito dessa vez em forma de espiral no interior do dispositivo

Polarizar corretamente o capacitor é essencial, para garantir seu funcionamento, Em

casos de sobreaquecimento, o capacitor vai inflar sua parte superior que é chanfrada

para aliviar a pressão interna. Em casos mais graves, ocorre a explosão desse chanfro,

podendo causar acidentes.

Diferença entre um capacitor normal (à esquerda) e um comprometido (à direita) onde

é possível observar o chanfro de segurança inflado por condições impróprias de

trabalho.

Conclusão

Vimos os principais tipos de capacitores, explorando seus ciclos de carga e descarga,

simbologia e métodos de leitura nominal de capacitância. Para ler experimentalmente

um capacitor utiliza-se o capacitímetro, com diversos modelos existentes no mercado.

Há também capacitores variáveis, cuja capacitância pode ser ajustada apenas girando

um parafuso

Acompanhe nossos próximos artigos para aplicações no uso de capacitores.