Capacitância e Capacitores

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Em muitas aplicações envolvendo circuitos elétricos, o objetivo é armazenar energia em um campo eletrostático. Um dispositivo associado ao armazenamento é o capacitor, e a propriedade que determina quanta carga ou energia pode ser armazenada é sua capacitância.

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  • 1. CAPACITNCIA E CAPACITORES Jeandson Correa Neves

2. Resumo do trabalho Um condensador consiste de duas placas metlicas separadas por um dieltrico. O dieltrico pode ser feito de muitos materiais isolantes, como o ar, vidro, papel, plstico, etc Um capacitor capaz de armazenar carga eltrica e energia. Quanto maior o valor da capacitncia, a carga a mais Capacitor pode armazenar. Quanto maior a rea das placas ou a sua separao dos menos carga o Capacitor pode armazenar. Um capacitor dito ser completamente carregada quando a tenso em toda a sua chapa igual tenso de alimentao. O smbolo de carga eltrica Q e sua unidade o Coulomb. Eletrolticos so polarizadas. Capacitncia medida em Farads, que uma grande unidade de modo Microfarad (UF), Nanofarad (NF) e Picofarad (PF) so geralmente utilizados. Condensadores so encadeados em uma linha so disse a ser ligados em srie. Condensadores que tem tanto de seus respectivos terminais ligados a cada terminal de um outro capacitor so disse a ser ligado em paralelo. Paralelo ligado Condensadores comum ter uma tenso de alimentao em todos eles. Condensadores ligado em Srie comum ter uma corrente flui atravs deles.2Reatncia capacitiva a oposio atual fluxo em circuitos AC. 3. Introduo ao Condensadores Introduo Em muitas aplicaes envolvendo circuitos eltricos, o objetivo armazenar energia em um campo eletrosttico. Um dispositivo associado ao armazenamento de energia o capacitor, e a propriedade que determina quanta carga ou energia pode ser armazenada sua capacitncia. Neste trabalho defini-se capacitncia e mostra-se como calcular a capacitncia de alguns dispositivos simples e a de combinaes de capacitores. Ser estudada a energia armazenada em capacitores e apresentada sua relao com o campo eletrosttico. E por fim ser analisado como a presena de um dieltrico em um capacitor aumenta sua capacidade de armazenar 3 energia eltrica. 4. Introduo ao Condensadores Assim como a resistncia, o condensador ou, por vezes referido como um capacitor um dispositivo passivo, e uma que armazena energia sob a forma de um campo eletrosttico, que produz um potencial em todos os seus pontos da placa. Na sua forma bsica um capacitor constitudo por duas placas condutoras paralelas que no esto ligados, mas so eletricamente separados, pelo vacuo area ou por um material isolante denominado dielctrico. Quando uma voltagem aplicada a estas placas, uma corrente flui e carrega as placas com eltrons dando um uma carga positiva e outra carga igual negativa. E continua a fluir at que a tenso entre as placas (e, portanto, o capacitor) igual tenso aplicada Vc. Neste ponto, 4 o capacitor dito ser completamente carregada. 5. INTRODUO aos Condensadores Um capacitor um dispositivo que armazena Energia em um campo eletrosttico. 5 6. INTRODUO aos Condensadores O capacitor de placas paralelas a forma mais simples do capacitor e sua capacitncia o valor fixado pela igualdade da rea das placas e distncia ou a separao entre elas. Alterar qualquer um destes dois valores a alterar o valor de sua capacitncia. Os capacitores armazenam a energia dos eltrons na forma de uma carga eltrica sobre as placas de maior dimenso as placas e/ou menor a sua separao maior ser a taxa que o condensador possui para qualquer tenso entre as suas placas. Ao aplicar uma tenso de um capacitor e medir a carga sobre as placas, o cociente da carga Q e a tenso V dar valor a capacitncia do capacitor e, portanto, dada como: C = Q / V desta equao pode tambm ser disposta a de uma frmula mais familiar para a quantidade de encargos sobre as placas como: Q = C x V6 7. INTRODUO aos Condensadores A unidade de capacitncia o farad (abreviado para F) com o nome do fsico Michael Faraday e definido como um capacitor tem a capacitncia de um farad, quando uma carga de um Coulomb armazenado sobre as placas por uma tenso de um volt. Capacitncia, C sempre positivo e negativo no tem unidades. No entanto, o farad uma grande unidade de medida para usar em seu prprio modo sub-mltiplos do farad so geralmente utilizados como a micro-farads, nano- farads e Pico-farads.7 8. Unidades de Capacitncia Microfarad (F) 1F = 1 / 1, 000000 = 0.000001 = 10 -6 F Nanofarad (nF) 1nF = 1 / 1, 000000000 = 0,000000001 = 10 -9 F Picofarad (PF) 1pF = 1 / 1, 000.000.000.000 = 0,000000000001 = 10 -12 F8 9. Tipos de Condensadores9 10. Tipos de Condensadores H uma grande variedade de diferentes tipos de condensadores disponveis no mercado local e cada um tem o seu prprio conjunto de caractersticas e aplicaes, desde pequenas delicadas rechego condensadores at grande potncia metal pode digitar capacitores utilizados em alta tenso, correo e nivelamento circuitos. Como resistncias, h tambm variveis tipos de capacitores que nos permite variar a sua capacitncia valor para uso em rdio ou "freqncia tuning" tipo de circuitos. De qualquer maneira, capacitores desempenham um papel importante em circuitos eletrnicos ento aqui esto algumas das mais "comum" tipos de 10 11. Dieltricos* Dieltricos Capacitores so geralmente do tipo de varivel, como as utilizadas para a afinao transmissores, receptores e transistor rdios. Eles tm um conjunto de pratos e fixa um conjunto de placas que se deslocam com a malha placas fixas ea posio do movimento no que diz respeito s placas fixadas placas determina a capacitncia global. A capacitncia geralmente no mximo, quando as placas so totalmente malha. Tipo tuning capacitores de alta tenso tm relativamente grandes espaamentos ou ar lacunas entre as placas com repartio voltagens alcanando muitos milhares de volts. 11 12. Smbolos do Capacitor Varivel Estes so geralmentepequenos dispositivosque podem ser ajustadosou "pr-definido" parauma determinadacapacitncia com oauxlio de uma chave defenda e estodisponveis em pequenacapacitances de 100pFou menos e no sopolarizadas.12 13. Condensadores Film Capacitores Filme so os mais comumente disponveis de todos os tipos de capacitores, constitudo por um nmero relativamente grande famlia de capacitores com sendo a diferena em suas propriedades dieltricas. Estes incluem polister, poliestireno, polipropileno, policarbonato, papel metalizado, teflon etc, tipo pelcula capacitores esto disponveis na capacitncia varia de 5pF a 100uF dependendo do tipo de capacitor real e sua tenso nominal. capacitores Filme tambm vm em uma variedade de formas e estilos.13 14. Chumbo tipo radial14 15. Tipo axialO filme e folhas tipos decondensadores so feitos a partirde longas tiras de finas folhametlica com o materialdielctrico colada juntos que soenrolados em um rolo apertadoe, de seguida, fechado, empapel ou metal tubos. Estestipos de pelculas exigir muitomais espessa dielctrico filmepara reduzir o risco de rasgos oufuros no filme e, portanto, mais adequado para menores emaiores valores de capacitncia 15caso tamanhos 16. Tipo axial Os condutores tm as pelculas metalizadas e pulverizadas diretamente sobre cada um dos lados do dieltrico que d o capacitor propriedades de auto-cura e pode, portanto, usar dieltricos muito finos. Este mtodo permite uma maior capacitncia e menores valores para um determinado caso tamanhos. Filmes e folhas de capacitores so geralmente utilizados para maior potncia e mais precisas aplicaes.16 17. Condensadores Cermicos Condensadores de Disco cermico: so feitas por revestimento dos dois lados de uma pequena cermica ou porcelana com discos de prata e, em seguida, so amontoados juntos para fazer um condensador. A capacitncia de um nico disco de cermica de cerca de 3-6mm assumi valores muito baixos. Condensadores cermicos possuem uma alta constante dieltrica e esto disponveis para que capacitncias relativamente seja elevada, podendo ser obtido em um pequeno tamanho fsico. Eles apresentam grandes no-lineares de capacitncia contra mudanas na temperatura e como so utilizados como um resultado de-acoplamento ou de by-pass capacitores que so tambm no-polarizada dispositivamente. Condensadores cermicos tm valores que variam de poucas picofarads para um ou dois microfarads. 17 18. Condensadores Cermicos Os capacitores de cermica tm, geralmente, de 3 dgitos impresso no seu corpo para identificar o valor de sua capacitncia. Por exemplo, 103 que indicaria 10 x 103pF que equivalente a 10.000 pF ou 0.01F. Da mesma forma, 104 seriam 10 x 104pF indicar o que equivalente a 100.000 pF ou 0.1F e assim por diante. Carta cdigos so, por vezes utilizado para indicar o seu valor, como a tolerncia: J = 5%, K = 10% ou M = 20% etc 18 19. Condensadores Eletrolticos Electrolticos so geralmente utilizadas quando muito grandes valores de capacitncia so obrigatrios. Aqui em vez de usar uma camada muito fina pelcula metlica para um dos eletrodos, um semi-lquido eletrlito soluo em forma de gelia ou colar utilizado que serve como o segundo eletrodo (geralmente o ctodo). O dielctrico uma camada muito fina de xido, que cultivada electro-qumica na produo, com a espessura do filme a ser inferior a dez mcrons. Esta camada isolante to fina que possvel fazer grande valor condensadores de pequena dimenso. A maioria dos tipos de condensadores electrolticos so Polarizada, que a tenso aplicada ao capacitor terminais devem ser as polaridades como uma incorrecta polarizao vai quebrar a camada de xido isolante e pode provocar danos permanentes. 19 20. Condensadores Eletrolticos 20 21. Condensadores eletrolticos de alumnio Existem basicamente dois tipos de alumnio electroltica Condensador, o tipo de folha simples e folha gravado o tipo. A espessura da camada de xido de alumnio e filme alta tenso repartio dar a estes capacitores capacitncia valores muito elevados para o seu tamanho. As folhas gravadas tipo diferente da plancie, em que o tipo de folha de alumnio xido sobre o nodo eo ctodo foils foi gravado quimicamente para aumentar a sua superfcie e permissividade. Isto d um capacitor menor dimenso do que uma simples folha tipo de valor equivalente,