Tipos de capacitores – normalmente disponíveis no mercado

Neste post, aprendemos sobre os conceitos básicos de capacitores e também sobre os vários tipos de capacitores normalmente disponíveis no mercado e utilizados na maioria dos circuitos eletrônicos.

Visão geral

Um capacitor é simplesmente uma parte eletrônica passiva projetada para armazenar uma carga elétrica.

Na forma física, é constituído por um par de placas ou eletrodos de metal separados por um conteúdo isolante ou dielétrico. A aplicação de uma tensão CC nos terminais do capacitor gera instantaneamente uma falta de elétrons na placa positiva e um excesso de elétrons na placa negativa, conforme demonstrado na figura abaixo.

Esse acúmulo diferencial de elétrons dá origem a uma carga elétrica, que acumula um nível específico (com base na tensão), após o qual permanece nesse nível. Se for uma corrente direta, o isolador dentro do capacitor funciona como um sistema de bloqueio para o fluxo de corrente (no entanto, pode ser uma ligeira corrente de carga transitória que impede que o capacitor seja totalmente carregado).

Quando a CA é usada através do capacitor, a carga acumulada durante metade do ciclo CA é revertida com a segunda metade do ciclo seguinte, fazendo com que o capacitor permita que a corrente através dele opere com eficiência, como se o isolamento dielétrico nunca existiu.

Portanto, quando se trata de CA, um capacitor simplesmente funciona como um dispositivo de acoplamento. Você dificilmente encontrará circuitos eletrônicos que carregam corrente alternada e que não incorporam alguns capacitores, possivelmente para acoplar ou otimizar a resposta geral de frequência do sistema.

No último cenário mencionado, um capacitor é conectado a um resistor para criar uma combinação de RC. A ocorrência de carga / descarga relacionada a capacitores também pode ser usada em vários outros circuitos, por exemplo , o flash eletrônico fotográfico.

Como os resistores, os capacitores podem ser configurados para trabalhar com valores fixos ou ajustáveis ​​em magnitude. Capacitores fixos são a base principal de um circuito (junto com resistores). Os capacitores variáveis ​​destinam-se principalmente a otimizar circuitos sintonizados.

Os parâmetros de desempenho de cada capacitor são diferentes e, portanto, suas aplicações também diferem de acordo.

Uma das formas amplamente usadas de componentes eletrônicos são os capacitores eletrônicos. Além disso, os outros capacitores utilizados na indústria incluem cerâmica, mica de prata, eletrolítica, plásticos, tântalo e outros.

Cada tipo de capacitor é usado em várias aplicações, de acordo com suas respectivas desvantagens e vantagens.

É por excelência que o tipo correto de capacitor deve ser selecionado, uma vez que o circuito no qual o capacitor é usado é em grande parte pelo capacitor.

Portanto, se um tipo correto de capacitor não for selecionado para inserção no circuito com base em seus parâmetros, isso poderá causar mau funcionamento ou mau funcionamento do circuito.

Conceitos básicos de capacitores.

As leis físicas que basicamente governam os vários tipos de capacitores são as mesmas e são seguidas de acordo.

Essas leis básicas determinam vários parâmetros dos capacitores, como a forma como o capacitor funcionaria, o valor do capacitor e sua capacitância (a quantidade máxima de carga que o capacitor suportará).

Portanto, a teoria básica sobre a qual os capacitores são construídos e operados torna possível entender as diferentes formas dos capacitores e como eles podem ou podem ser usados.

Nota: Embora tenha havido inúmeros desenvolvimentos no campo da dielétrica, as leis básicas nas quais os capacitores operam não foram alteradas e se aplicam até o momento.

Tipos de capacitores e dielétricos

Como discutido acima, embora as leis básicas sobre as quais os capacitores funcionem, as propriedades dos capacitores diferem bastante devido à maneira como cada tipo de capacitor é construído.

As várias propriedades dos diferentes tipos de capacitores são dadas por seu elemento principal, localizado entre as duas placas do capacitor e conhecido como “dielétrico”.

A constante dielétrica do capacitor pode afetar o nível de capacitância que o capacitor pode atingir em um determinado volume específico. Além disso, pode-se descobrir que vários capacitores de tipos diferentes são de natureza polarizada, na qual a tensão no capacitor é tolerada em apenas uma direção.

Por outro lado, vários capacitores de tipos diferentes podem ser de natureza não polarizada, na qual a tensão no capacitor é tolerada em ambas as direções.

Os capacitores são comumente nomeados com base na natureza do dielétrico presente no capacitor.

Isso é indicativo das propriedades gerais que o capacitor exibirá junto com os vários tipos diferentes de funções de circuito onde eles podem ser usados.

Resumo dos capacitores e seus diferentes tipos

Diferentes formas de projeto são usadas para capacitores não polarizados, quase todos facilmente reconhecidos pelo estilo do capacitor. Você não precisa analisar os detalhes detalhados das construções reais. No entanto, suas características particulares são cruciais, pois podem decidir a variedade ideal com a qual trabalhar para uma aplicação específica.

Capacitores não polarizados

  1. Capacitores dielétricos de papel, normalmente identificáveis ​​por sua forma tubular, são os mais baratos, mas geralmente volumosos. Sua outra limitação chave é que eles não são adequados para uso em altas frequências acima de 1 MHz, o que praticamente limita sua aplicação a circuitos de áudio. Geralmente são encontrados em valores de 0,05 µF a 1 ou 2 µF, que possuem voltagens operacionais entre 200 e 1.000 volts. Capacitores dielétricos de papel revestido a plástico podem ter voltagens operacionais muito mais altas.
  2. Capacitores de cerâmica Eles são muito populares em pequenos circuitos de áudio e RF. Eles são bastante baratos e podem ser obtidos em uma variedade de valores de 1 pF a 1 µF com tensões operacionais substanciais e também são reconhecidos por vazamentos muito baixos. Eles podem ser fabricados tanto em discos, em estruturas cilíndricas quanto em placas de cerâmica metálica.
  3. Capacitores de prata-mica Eles são mais caros que os capacitores de cerâmica, mas têm uma capacidade excepcional de trabalho de alta frequência e tolerâncias muito menores e, portanto, geralmente são considerados adequados para aplicações vitais. Eles podem ser fabricados com tensões operacionais extremamente altas.
  4. Capacitores de isopor Eles são criados a partir de uma folha de metal separada com um filme de poliestireno, que normalmente possui um invólucro de poliestireno integrado para garantir propriedades de isolamento aprimoradas. Estes são conhecidos por suas perdas mínimas com altas frequências, excelente estabilidade e consistência. Os valores podem variar de 10 pF a 100.000 pF, no entanto, a tensão de trabalho geralmente diminui significativamente com o aumento dos valores de capacitância.
  5. Capacitores de policarbonato Eles geralmente são feitos na forma de peças retangulares com extremidades que terminam como fios que podem ser facilmente inseridos nos orifícios da placa de circuito impresso. Eles fornecem valores altos (até 1 µF) em pequenas dimensões, juntamente com as características de baixas perdas e indutância mínima. Como capacitores de poliestireno, as tensões operacionais são comprometidas com valores mais altos de capacitância.
  6. Capacitores de filme de poliéster Eles também são fabricados para montagem direta em placas de circuito impresso, com valores de 0,01 µF a 2,2 µF. Estes geralmente têm um tamanho maior em comparação aos capacitores de policarbonato. Sua pequena indutância interna permite que eles sejam especificamente adequados para funções de acoplamento e desacoplamento em circuitos eletrônicos. Os valores dos capacitores de filme de poliéster são geralmente mencionados com um código de cores que compreende 5 anéis de cores.
  7. Capacitores de filme Mylar Pode ser considerado como um capacitor do tipo filme padrão, comumente encontrado em valores de 0,001 µF a 0,22 µF, que possui uma tensão de operação de até 100 volts DC.

Os vários tipos de capacitores usados ​​na maioria dos circuitos eletrônicos são os seguintes:

Capacitor cerâmico:

Capacitor de disco cerâmico de 0,1 uF

O capacitor, ou seja, o capacitor de cerâmica, é usado para várias aplicações, incluindo RF e áudio.

A faixa dos valores do capacitor de cerâmica está entre algumas picofarads e 0,1 microfarads. Os capacitores de cerâmica são os mais amplamente utilizados na indústria, pois é o tipo de capacitor mais confiável e mais barato disponível.

Além disso, outro motivo para seu uso comum e amplo é que o fator de perda do capacitor de cerâmica é muito baixo. Mas o fator de perda do capacitor também depende do dielétrico usado no capacitor.

Os capacitores de cerâmica são usados ​​nos formatos de montagem com chumbo e superfície, devido às propriedades de construção dos capacitores.

Capacitor eletrolítico:

Capacitor eletrolítico 4700uF

Um tipo de capacitor de natureza polarizada são os capacitores eletrolíticos.

Os valores de capacitância oferecidos pelo capacitor eletrolítico são muito altos, variando mais de 1 µF. Capacitores eletrolíticos são comumente usados ​​na indústria para aplicações de baixa frequência, como aplicações de desacoplamento, fontes de alimentação e aplicações de acoplamento de áudio.

Isso ocorre porque esses aplicativos têm um limite de frequência de quase 100 kHz.

Capacitor de tântalo:

Capacitor de tântalo de 2,2uF

Outro tipo de capacitor de natureza polarizada é o capacitor de tântalo. O nível de capacitância fornecido pelo capacitor de tântalo em seu volume é muito alto.

Uma das desvantagens do capacitor de tântalo é que não há tolerância no viés reverso do capacitor de tântalo, o que pode causar a ruptura do capacitor quando exposto ao estresse.

Outra desvantagem é que ela possui uma tolerância muito baixa às correntes de ondulação e, portanto, não deve ser exposta a altas tensões (como tensões superiores à tensão de operação) e alta corrente de ondulação. Os capacitores de tântalo estão disponíveis nos formatos de montagem com chumbo e superfície.

Capacitor de mica de prata:

capacitor de mica de prata

Embora o uso de capacitores de mica de prata tenha diminuído significativamente na era atual, a estabilidade fornecida pelos capacitores de mica de prata ainda é muito alta, além de proporcionar alta precisão e baixa perda.

Além disso, há espaço suficiente disponível nos capacitores de prata mica. As aplicações em que são usadas principalmente incluem aplicações de RF.

Os valores máximos aos quais o capacitor de prata mica é limitado é de aproximadamente 100pF.

Capacitor de filme de poliestireno:

capacitores de filme de poliestireno

Os capacitores de filme de poliestireno fornecem capacitores de tolerância rígida, quando necessário. Além disso, esses capacitores são relativamente mais baratos que outros capacitores.

O sanduíche dielétrico ou as placas presentes nos capacitores de filme de poliestireno são enroladas juntas, resultando na forma do condensador na forma tubular.

A colocação do sanduíche dielétrico e a forma do capacitor limitam a resposta do capacitor a altas frequências devido à adição de indutância e, portanto, responde a apenas alguns 100 kHz.

A disponibilidade geral de capacitores de filme de poliestireno é na forma de componentes eletrônicos com chumbo.

Capacitor de filme de poliéster:

Capacitor de filme de poliéster 330nF

A tolerância fornecida pelo capacitor de filme de poliéster é muito baixa e, portanto, esses capacitores são usados ​​em situações em que a consideração prévia é um custo.

O nível de tolerância de uma grande porcentagem dos capacitores de filme de poliéster disponíveis é de 10% ou 5% e isso é considerado suficiente para uma variedade de aplicações.

A disponibilidade geral de capacitores de filme de poliéster é na forma de componentes eletrônicos com chumbo.

Capacitor de filme metálico de poliéster

Capacitor metálico de filme de poliéster 0.33uF 250V

O tipo de capacitores de filme de poliéster metalizado consiste em filmes de poliéster que são metalizados e, em qualquer outro sentido, é semelhante aos capacitores de filme de poliéster de outras maneiras.

Uma das vantagens obtidas com o filme metálico de poliéster é que ele torna os eletrodos muito pequenos em largura e, portanto, também permite encapsular o capacitor em um tamanho de embalagem muito pequeno.

Os capacitores de filme de poliéster metalizado geralmente estão disponíveis na forma de componentes eletrônicos com chumbo.

Capacitor de policarbonato:

Capacitor de policarbonato 0.1uF 250V

Para aplicações em que alto desempenho e confiabilidade são os requisitos mais críticos e cruciais, essas aplicações usam capacitores de policarbonato.

Os capacitores de policarbonato mantêm o valor da capacitância por um longo período de tempo, pois seu nível de tolerância é muito alto. Esses altos níveis de tolerância são alcançados devido à estabilidade do filme de policarbonato usado no condensador de policarbonato.

Além disso, o fator de dissipação do condensador de policarbonato é muito baixo e eles podem suportar temperaturas variadas e permanecer estáveis.

A faixa de temperatura que este condensador pode suportar está entre -55ºC e + 125ºC. Apesar de todas essas propriedades, a fabricação e produção de capacitores de policarbonato diminuíram significativamente.

Capacitor PPC ou polipropileno:

Capacitor PPC ou polipropileno 0,01uF 400V
Nesse tipo de capacitor, o nível de tolerância necessário é maior do que o capacitor de poliéster pode fornecer, portanto, capacitores de polipropileno são usados ​​nesses casos.

O material usado para o dielétrico no capacitor de polipropileno é um filme de polipropileno.

A vantagem do capacitor de polipropileno sobre os outros capacitores é que ele pode suportar uma tensão muito alta por um período de tempo e, portanto, a mudança no nível de capacitância devido ao aumento e diminuição da tensão durante um período de tempo é muito baixo.

O capacitor de polipropileno também é usado nos casos em que a frequência usada é muito baixa, sendo o limite máximo principalmente na faixa de 100 kHz.

A disponibilidade geral do capacitor de polipropileno é na forma de componentes eletrônicos com chumbo.

Capacitores de vidro:

O dielétrico usado no capacitor de vidro é feito de vidro. Embora os capacitores de vidro sejam caros, seus níveis de desempenho são muito altos.

A capacidade atual de RF dos capacitores de vidro é muito alta e a perda é extremamente baixa. Além disso, não há ruído piezo nos capacitores de vidro.

Todas essas e algumas propriedades adicionais dos capacitores de vidro os tornam mais adequados e ideais para aplicações de RF que exigem alto desempenho.

Supercapacitor:

maxwell supercapacitor

Os outros nomes pelos quais o supercap é conhecido são ultracapacitor ou supercapacitor.

Os valores de capacitância desses capacitores são muito grandes, como é o nome deles. Os níveis de capacitor do ultracapacitor chegam a quase milhares de Farads.

O ultracapacitor é usado na indústria para fornecer um suprimento de retenção de memória junto com vários usos no âmbito de aplicações automotivas. Os diferentes tipos principais de capacitores estão incluídos na supercap.

Junto com eles, existem vários outros tipos de capacitores usados ​​quando as aplicações são especializadas por natureza.

A identificação dos capacitores é feita principalmente por meio de seus parâmetros, como os valores marcados nas caixas de capacitores. Para exibir os parâmetros de forma compacta, a marcação dos parâmetros é feita na forma de um código.

CAPACITORES VARIÁVEIS

Capacitor variável de capacitor de faixa de rádio MW

Os capacitores variáveis ​​são construídos com peças alternativas de placas de metal, um conjunto é fixo e não móvel e o outro é móvel.

As placas são segregadas com um dielétrico que pode ser ar ou um dielétrico sólido. O movimento de um único conjunto de placas desloca a seção geral das placas, alterando assim a capacitância através das placas.

Além disso, a diferenciação padrão entre os capacitores de sintonização usados ​​para manipulação repetida (por exemplo, para ajustar uma estação receptora de rádio) e os capacitores do trimmer destinados à configuração preliminar de um circuito sintonizado.

Os capacitores de ajuste tendem a ser maiores, mais poderosos em estrutura e geralmente do tipo dielétrico do ar.

Capacitores de corte Eles geralmente são determinados por um filme ou dielétrica de mica que possui um número reduzido de placas, onde a capacidade é ajustada girando um parafuso central para alterar a tensão entre as placas e a mica dielétrica.

Devido ao fato de serem de tamanho mais compacto, mesmo assim, um capacitor de recorte às vezes pode ser aplicado como um capacitor de sintonização em um circuito de rádio FM de bolso, apesar de mini capacitores de sintonia exclusivos serem fabricados para instalação imediata em um PCB.

Quando se trata de ajustar capacitores, a estrutura das pás indica como a capacitância varia à medida que o fuso se move.

Todos esses atributos são geralmente classificados em uma das seguintes descrições:

1. Linear: onde cada grau de rotação do eixo gera uma alteração semelhante na capacitância. Este é o tipo mais típico selecionado para receptores de rádio.

2. Logarítmica: onde cada grau de movimento do eixo gera um nível de frequência constantemente variável de um circuito sintonizado.

3. Frequência uniforme: onde cada grau de movimento do eixo oferece a mesma variação de frequência no circuito sintonizado. 4. Lei quadrática: na qual a variação da capacitância é proporcional ao quadrado do ângulo de movimento do fuso.


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FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

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