Capacitores e Suas Aplicações Comerciais

8/16/2019 Capacitores e Suas Aplicações Comerciais

1/8

CAPACITORES E SUAS APLICAÇÕES COMERCIAIS

Componentes de circuito que armazenam energia eletrostática em um campo elétrico,

acumulando um desequilíbrio interno das cargas que ficam concentradas em superfícies

equipotenciais, são chamados capacitores .Industrialmente, tais elementos que constituem

inúmeros circuitos eletrônicos são amplamente utilizados em aplica !es como por e"emplo

computadores, tele#isores, flashes de máquinas fotográficas, etc.

$amos compreender os princípios fundamentais que nos au"iliarão no estudo do capacitor,

analisando par%metros como sua constitui ão e alguns outros capazes de especificar as

características determinantes ao funcionamento e opera ão dele.

Composi ão dos Capacitores

As partes que integram um capacitor são:

• &uas placas condutoras carregadas com potenciais contrários e de mesma intensidade'

• &ielétrico ou material isolante entre os condutores ou armaduras, responsá#el pelo

armazenamento de energia atra#és do campo elétrico e"istente no meio.

Os condutores são de material metálico e capazes de apresentar uma distribuição superficial de cargas

elétricas. O dielétrico é um meio isolante que separa os condutores, podendo ser o ar, vácuo, porcelana,

vidro, plástico ou he afluoreto de en ofre. !onfira abai o em corte transversal, as partes internas que

integram o capacitor.


2/8

Vista interna do capacitor mostrando seus componentes.

(uncionamento do dispositi#o

As duas placas constituintes do capacitor carregam"se quando ele é alimentado por uma fonte e terna que

produz tensão entre os seus terminais. Ocorre uma concentração de cargas em cada eletrodo #placa$, mais

precisamente entre a superf%cie dele e o dielétrico e istente no dispositivo. A carga total no capacitor será

nula, pois uma das placas apresenta potencial &' e a outra ('. )ignifica dizer que o dielétrico é capaz de

armazenar energia, pois o seu campo elétrico anula o efeito daquele gerado pela densidade superficial de

cargas nas armaduras que representam os respectivos terminais e istentes.

!apacit*ncia seria a capacidade que um dielétrico possui de armazenar energia elétrica na forma de

campo eletrostático. )endo esse meio isolante, não deve permitir a condutividade, aonde o flu o de

energia potencial elétrica s+ ocorrerá através da troca de energia com a fonte que gera os potenciais

elétricos em cada e tremo, resultante da polarização de cargas no interior das moléculas presentes. sse

processo gera o carregamento do capacitor que atinge uma capacidade limite, tensão má ima de operação

e em seguida descarrega.


3/8

Acumulação de cargas elétricas nas placas de um capacitor, produzida por um campo elétrico

resultante de uma tensão que o alimenta.

Os elétrons das moléculas mudam para a placa da esquerda: perceba que é gerado um campo

elétrico resultante que anula o efeito daquele existente entre os eletrodos.

)e a tensão no dispositivo for maior que a suportada pelo seu dielétrico, ocorrerá a ruptura do meio

isolante, quando então haverá condução de corrente entre os terminais carregados. A ddp má ima é

portanto uma das principais caracter%sticas a considerar em termos de análise estrutural.

O conceito de capacit*ncia define em termos quantitativos a energia potencial elétrica que pode ser

armazenada pelo capacitor quando devidamente alimentado. 'uando inicia o carregamento, sua tensão


4/8

interna cresce igualando"se ap+s algum tempo - da fonte, atingindo um equil%brio eletrostático quando

então encerra o processo. m termos descritivos podemos dizer que:

Onde,

C representa a capacit*ncia do dispositivo armazenador de cargas e pressa em arada/ # $0

Q é a carga elétrica do capacitor medida em !oulombs #!$0

V é a tensão #ddp$ da fonte que alimenta o capacitor, medida em 1olts #1$.

Observamos portanto que a capacit*ncia é função direta da quantidade de carga que pode ser armazenada

no dispositivo. A relação que e iste entre ddp e carga elétrica, define essa energia através da seguinte

e pressão:

A capacit*ncia também está ligada a dois fatores que definem sua intensidade:

• ) área das placas *eletrodos+ que influencia diretamente na concentra ão de cargas

• ) espessura do material isolante o qual separa as duas armaduras.

A tecnologia moderna na fabricação de capacitores, prev2 a utilização de papel alum%nio através de folhas

grandes isoladas por papel parafinado aumentando dessa forma o espaço 3til dos eletrodos. !omo

dielétrico, ob4etivando reduzir o espaço entre as placas, dá"se prefer2ncia -quele material cu4o isolamento

se4a bom e considerado o mais fino poss%vel.

5ma terceira variante seria a constante dielétrica do meio isolante. sse conceito está relacionado

diretamente - permissividade que seria o comportamento apresentado pelo meio na presença do campo

elétrico #polarização$. )endo ! #capacit*ncia$ diretamente proporcional - constante , temos:


5/8

sendo a permissividade correspondente.

ipos de Capacitores

!omercialmente podemos identificar algumas espécies de capacitores mais utilizadas em circuitos

elétricos e ou eletr6nicos. As principais são:

Capacitores -letrolíticos

!aracter%sticas:

• eus eletrodos são folhas de alumínio separadas entre si por )l / 0 1 *2"ido de alumínio+'

• -ssas armaduras estão embebidas em um eletr2lito líquido *que pro#3 a distribui ão

superficial de cargas na presen a de campo elétrico+. Com o passar do tempo o eletr2lito seca

e isso reduz a capacidade de armazenamento do dispositi#o, causando mau funcionamento

do circuito'

• 4ossuem formato cilíndrico não uniforme *são mais largos na parte superior+'

• uas dimens!es #ariam de acordo com sua capacit%ncia e ní#el má"imo de tensão

suportado'

• 4ossuem polaridade definida a qual não pode ser in#ertida *caso isso aconte a, o

dielétrico é rompido e o capacitor entra em curto5circuito, quando então incha ou e"plode se

a tensão aplicada incorretamente apresentar um #alor grande+'

• Capacit%ncias da ordem de 6( *78 59 (+'

• :tilizados em filtros, acoplamentos em circuitos de bai"a frequ3ncia ou em circuitos

temporizadores.


6/8

Capacitor eletrol tico

Capacitores de 4oliéster

!aracter%sticas:

• eus eletrodos são folhas de papel metálico finas, pelos quais distribuem5se as cargas'

• 0 material dielétrico é constituído de poliéster *cu;a espessura é pequena+ que separa

entre si as armaduras'

• 0s primeiros modelos apresenta#am listras coloridas pelo corpo, sendo chamados de


7/8

Capacitores de !oliéster

Capacitores Cer%micos

!aracter%sticas:

• eus eletrodos são bases de prata #aporizada dos dois lados de uma pastilha cer%mica

aonde as cargas ficam distribuídas em quantidade'

• 0 material dielétrico é a pr2pria cer%mica que separa as armaduras, sendo que os

terminais são conectados ap2s desengordurar a superfície quando então será aplicada resina

para prote ão e isolamento adequados'

• >ão possuem polaridade definida'

• Capacit%ncias da ordem de p( *78 57/ (+'

• :tilizados em circuitos com altas frequ3ncias, aonde as perdas de#em ser mínimas e a

estabilidade da capacit%ncia é fundamental.

Capacitores Cer"micos

)plica ão de capacitores em motores monofásico

)abemos que nos motores é aonde encontramos uma das principais aplicaç7es de capacitores. 8sso porquea corrente na partida destes equipamentos não é suficiente para gerar movimento do rotor, sendo portanto


8/8

necessária a e ist2ncia de uma fonte au iliar de carga. 'uando a peça girante alcança a velocidade

nominal, o capacitor é retirado do circuito por uma chave centr%fuga, posto que a essa altura o ei o será

capaz de girar sozinho. 'uando o circuito é desligado, a chave fecha por ação de uma mola permitindo

que o capacitor possa recarregar e atuar sobre o sistema novamente durante o arranque.

#iagrama $squem%tico do &otor mostrando o enrolamento de trabal'o ($ t ), o enrolamento

auxiliar ($ a ) e capacitor (C).

Conclus!es

O capacitor como um componente de circuito elétrico muito 3til, vem sendo amplamente aplicado em

situaç7es nas quais se precisa de reforço em termos de alimentação energética. )uas caracter%sticas o

definem e au iliam na escolha certa do tipo que é destinado a uma utilização prática, em que pretende"se

por e emplo dar partida em motores conforme vimos, reforçando a corrente inicial suficiente para a

produção de um campo magnético que produz movimento no rotor. 9ode ser empregado com outras

finalidades a e emplo dos circuitos de rádios como a sintonia a4ustável da frequ2ncia. ispositivo

comercial de bastante import*ncia que também corrige fator de pot2ncia gerando um melhor

aproveitamento da energia aonde se4a necessário seu emprego.

Capacitores e Suas Aplicações Comerciais

Documents

Transcript of Capacitores e Suas Aplicações Comerciais