Entenda o que é e como funciona um capacitor

Antigamente chamado de condensador, o capacitor é um componente constituído internamente por duas placas condutoras em paralelo, com um isolante separando-as.

Em um circuito de corrente contínua, o capacitor tem a função de armazenar energia elétrica. Esta propriedade do componente é chamada de capacitância.

Já em circuitos de corrente alternada, o capacitor tem a função de limitar a corrente do circuito baseado na frequência da corrente elétrica. Assim, um mesmo capacitor pode oferecer dificuldade maior de circulação da corrente de baixa frequência do que se se a corrente tivesse uma corrente maior. Este fenômeno é chamado de impedância. Esta impedância de passagem da corrente com relação a frequência chamamos de reatância capacitiva e é dada pela fórmula abaixo:

Onde:

Xc = Reatância capacitiva;

f = frequência do sinal eletrônico aplicado no capacitor;

C = capacitância do capacitor;

A unidade de capacitãncia é o Faraday (F). A unidade da reatância capacitiva é o Ohm. A unidade da frequência é o Hertz (Hz).

Simbolo

Obs: o capacitor de cerâmica não tem polaridade, e pode ser utilizado tanto em corrente contínua DC como em corrente alternada AC. Já o capacitor eletrolítico possui polaridade e é mais empregado em circuitos de corrente DC, sendo que sua aplicação em corrente AC vai depender muito do projeto.

A diferença entre o comportamento de um capacitor em um circuito de corrente alternada (CA) e em um circuito de corrente contínua (CC) está relacionada à resposta do capacitor à mudança de polaridade da tensão aplicada.

1. Corrente Contínua (CC):

• Em um circuito de corrente contínua, o capacitor se carrega até a tensão da fonte de alimentação. Uma vez carregado, o capacitor atua como um circuito aberto, impedindo o fluxo de corrente contínua.
• A equação que descreve a carga de um capacitor em um circuito de corrente contínua é $�=�\times �$, onde $�$ é a carga, $�$ é a capacitância e $�$ é a tensão.

2. Corrente Alternada (CA):

• Em um circuito de corrente alternada, onde a polaridade da tensão muda ciclicamente, o capacitor tem a capacidade de se carregar e descarregar repetidamente. Durante a parte positiva do ciclo da onda de corrente alternada, o capacitor se carrega em uma polaridade. Durante a parte negativa, ele se descarrega. Como resultado, o capacitor permite a passagem de corrente alternada, agindo como um elemento reativo que armazena e libera carga em resposta às variações na polaridade da tensão.
• A impedância de um capacitor em um circuito de corrente alternada é dada pela fórmula $�=\frac{1}{���}$, onde $�$ é a impedância, $�$ é a unidade imaginária, $�$ é a frequência angular e $�$ é a capacitância.

Em resumo, em um circuito de corrente contínua, um capacitor atua como um circuito aberto após atingir a carga completa, impedindo a passagem de corrente contínua. Em um circuito de corrente alternada, o capacitor permite a passagem de corrente alternada, alternando entre carregamento e descarregamento conforme a polaridade da tensão varia ciclicamente. A resposta do capacitor em corrente alternada é influenciada pela frequência da onda.

Tipos de Capacitores

Existem vários tipos de capacitores, cada um projetado para atender a requisitos específicos de aplicação. Aqui estão alguns dos tipos mais comuns:

Capacitores de Cerâmica:

• Utilizados em uma ampla gama de aplicações.
• Baixo custo, tamanho compacto.
• Boa estabilidade térmica.
• Limitados em termos de capacitância alta.

Capacitores Eletrolíticos:

• Incluem capacitores eletrolíticos de alumínio e tantalum.
• Alta capacitância em relação ao tamanho.
• Tendem a ter polaridade, exigindo cuidados na instalação.
• Utilizados em fontes de alimentação, amplificadores de áudio, entre outros.

Capacitores de Filme de Poliéster e Polipropileno:

• Oferecem boa estabilidade e baixa perda.
• Amplamente usados em aplicações de áudio e frequências médias.

Capacitores de Tântalo:

• Alta densidade de energia.
• Maior estabilidade em comparação com os capacitores eletrolíticos convencionais.
• Usados em dispositivos eletrônicos de consumo e equipamentos de comunicação.

Capacitores Variáveis:

• Capacitância ajustável.
• Utilizados em sintonizadores de rádio, osciladores controlados por tensão, entre outros.

Capacitores de Polímero de Alumínio:

• Variantes aprimoradas dos capacitores eletrolíticos de alumínio.
• Possuem baixa impedância em frequências mais altas.
• Usados em aplicações de alta frequência e desempenho.

Capacitores de Tântalo de Polímero:

• Variação aprimorada dos capacitores de tântalo tradicionais.
• Alta estabilidade e confiabilidade.
• Usados em dispositivos eletrônicos de alta tecnologia.

Super Capacitores (Capacitores de Dupla Camada):

• Alta densidade de energia em comparação com outros capacitores.
• Utilizados em aplicações que exigem armazenamento de energia de curto prazo, como backup de energia.

Capacitores de Mica:

• Alta estabilidade térmica e elétrica.
• Utilizados em aplicações de RF (radiofrequência) e alta frequência.

Capacitores de Tântalo de Nióbio (Oxi-Reação):

• Combina as vantagens dos capacitores de tântalo e nióbio.
• Utilizados em aplicações industriais e militares.

Capacitores de Disco Cerâmico:

• Design simples, adequado para aplicações de baixa frequência.
• Usados em acoplamento DC e bloqueio de RF.

Estes são apenas alguns exemplos, e há muitos outros tipos de capacitores projetados para atender a requisitos específicos em diversas aplicações eletrônicas. A escolha do capacitor adequado depende das características elétricas necessárias para a aplicação específica.