Capacitor o condensador ¿Qué es y cómo funciona?

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O QUE É UM CONDENSADOR?

O capacitor ou condensador é um componente passivo que é capaz de armazenar energia na forma de um campo elétrico. Este campo é o resultado de uma separação da carga elétrica. É formado por um par de superfícies condutoras, geralmente de folhas ou placas que são separadas por um material dielétrico ou por vácuo. As placas submetidas a um potencial diferencial adquirem certa carga elétrica (positiva em uma delas e negativa na outra), sendo a variação da carga total igual a zero. Um capacitor é um dispositivo de dois terminais e pode ter polaridade em seus terminais.

O material dielétrico é um isolante que aumenta a capacitância como resultado de dipolos elétricos permanentes ou induzidos no material.   Estritamente falando, a corrente contínua (CC) não flui através de um capacitor, ao invés disso as cargas se movem de um lado do capacitor através do circuito condutor para o outro lado, o que estabelece o campo elétrico. O deslocamento da carga é chamado de corrente de deslocamento porque a corrente parece fluir momentaneamente através do dispositivo.  

A relação tensão-corrente do capacitor é definida como:

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em que q (t) é a quantidade acumulada de carga medida coulumbs e C é a capacitância em farads medida (F = coulombs / volt). Para diferenciar esta equação, você pode relacionar a corrente de deslocamento à taxa de mudança de tensão:

I(t)= C
dV / dt

A capacitância é uma propriedade do material dielétrico e da geometria e separação das placas. Os valores dos capacitores típicos variam de 1 pF a 1000uF. Como a tensão através de um capacitor é a integral da corrente de deslocamento, a tensão não pode mudar instantaneamente. Esta característica pode ser utilizada para fins de sincronização, em circuitos eléctricos como um simples circuito RC.

Em questões experimentais, o capacitor é capaz de armazenar a energia elétrica que recebe durante o período de carga, a mesma energia que produz mais tarde durante o período de descarga.

A forma de um capacitor é retangular, quadrada, circular, cilíndrica ou esférica.   Como diferentes tipos de capacitores estão disponíveis, existem símbolos diferentes disponíveis para representá-los que são mostrados abaixo.

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TIPOS DE CONDENSORES

Os principais tipos de capacitores comerciais são capacitores eletrolíticos, capacitores de tântalo, discos cerâmicos e capacitores mylar . Os capacitores eletrolíticos são polarizados, o que significa que eles têm um final positivo e um negativo. O lado positivo de um capacitor polarizado deve ser mantido em uma tensão mais alta que o lado negativo  caso contrário, o dispositivo geralmente será danificado .

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POR QUE SÃO CONDENSADORES IMPORTANTES?

Os capacitores têm muitas propriedades como:

  1. Eles podem armazenar energia e dissipar essa energia para o circuito quando necessário.
  2. Eles podem bloquear DC e permitir que a CA flua através dela, e isso pode acoplar uma parte do circuito com a outra.
  3. Circuitos com capacitores dependem da frequência, então eles podem ser usados ara amplificar certas frequências.
  4. Permite altas frequências e pode ser usado como filtro para filtrar baixas frequências ou para captar altas frequências.
  5. Como a reatância e a frequência do capacitor são inversamente relacionadas, isso pode ser usado para aumentar ou diminuir a impedância do circuito para uma determinada frequência e pode ser usado como um filtro.

Da mesma forma, os capacitores apresentam muitas propriedades quando usados m circuitos CA ou CC e, portanto, desempenham um papel importante em circuitos elétricos e eletrônicos.

DIELÉTRICA DE UM CONDENSADOR

O dielétrico age como um material isolante entre as placas.   O dielétrico pode ser qualquer material não condutor, como cerâmica, papel encerado, mica, plástico ou alguma forma de gel líquido.

O dielétrico também desempenha um papel importante na decisão do valor da capacitância.   Quando o dielétrico é introduzido entre as placas do capacitor, seu valor aumenta.

Os diferentes materiais dielétricos terão constantes dielétricas diferentes, no entanto, este valor é > 1.

A tabela a seguir mostra o valor da constante dielétrica para cada material dielétrico

O dielétrico pode ser de dois tipos

  1. Dielétricos polares: estes dielétricos terão movimento dielétrico permanente
  2. Dielétricos não polares: Estes terão um momento dielétrico temporário.   Ao colocá-los em um campo elétrico, eles podem ser induzidos com momentos dipolos.

CLASSIFICAÇÃO DE VOLTAGEM DE UM CONDENSADOR

Não tem tensão até que o capacitor seja carregado, à tensão máxima na qual o capacitor pode operar com segurança.   Essa voltagem é chamada de voltagem de trabalho (WV) ou tensão de trabalho DC (DC-WV).

Se o capacitor for aplicado a uma tensão maior que essa tensão, ele pode ser danificado produzindo um arco entre as placas devido à quebra do dielétrico.

Ao projetar circuitos com capacitores, deve-se tomar cuidado para que a capacitância do capacitor seja maior que a voltagem usada no circuito.   Por exemplo, se a tensão de operação do circuito é de 12 V, então é necessário escolher um capacitor com uma tensão nominal de 12 V ou superior.

Essa tensão de trabalho de um capacitor depende de fatores como o material dielétrico usado entre as placas do capacitor, a espessura dielétrica e também o tipo de circuito usado.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GERAIS

  • Capacidade nominal:

É o valor teórico esperado no final do processo de fabricação. É marcado no corpo do componente por meio de um código de cor ou diretamente com seu valor numérico.

  • Tolerância:

Diferença entre desvios, capacidade, maior ou menor dependendo do fabricante.

  • Tensão nominal:

É a voltagem que o capacitor pode suportar de forma contínua sem sofrer deterioração