Os capacitores são componentes largamente empregados nos circuitos eletrônicos. Eles podem cumprir funções tais como o armazenamento de cargas

Transcrição

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2 Os capacitores são componentes largamente empregados nos circuitos eletrônicos. Eles podem cumprir funções tais como o armazenamento de cargas elétricas ou a seleção de freqüências em filtros para caixas acústicas.

3 O capacitor é um componente capaz de armazenar cargas elétricas, ele se compõe basicamente deduasplacasdematerialcondutor,denominadasdearmaduras.essas placas são isoladas eletricamente entre si por um material isolante chamado dielétrico.

4 Em cada uma das armaduras o número total de prótons e elétrons é igual, portanto as placas não têm potencial elétrico. Isso significa que entre elas não há diferença de potencial.

5 O potencial da bateria aplicado a cada uma das armaduras faz surgir entre elas uma força chamada campo elétrico, que nada mais é do que uma força de atração (cargas de sinal diferente) ou repulsão (cargas de mesmo sinal) entre cargas elétricas. A tensão presente nas armaduras do capacitor terá um valor tão próximo ao da tensão da fonte que, para efeitos práticos, podem ser considerados iguais. Quando o capacitor assume Quando o capacitor assume a mesma tensão da fonte de alimentação diz-se que o capacitor está "carregado".

6 DESCARGA DO CAPACITOR Tomando-se um capacitor carregado e conectando seus terminais a uma carga haverá uma circulação de corrente, pois o capacitor atua como fonte de tensão.

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8 154 => pF=> 150nF => 0,15uF 472=> 4700pF=> 4,7nF => 0,0047uF 33J => 33pF

9 Os capacitores eletrolíticos possuem também uma resistência interna, devido a imperfeições no dielétrico e o uso do eletrólito fluido. Circuito equivalente de um capacitor eletrolítico, incluindo a indutância parasita e a RSE (resistência-série-equivalente). A capacitância nominal dos capacitores eletrolíticos, que está gravada no invólucro, é normalmente medida a 120 Hz, sendo portanto uma Capacitância em Corrente Alternada. A vida operacional dos capacitores é muito influenciada pela temperatura de operação, que deve ser mantida abaixo de 40 C. Também é interessante, para aumentar a vida útil, que os capacitores eletrolíticos operem submetidos a tensão muito menor que seu valor nominal. Alguns fabricantes afirmam que a vida operacional pode dobrar se o capacitor eletrolítico trabalhar com tensão igual a 50% do seu valor nominal.

10 CAPACITANCIA EM µf Os Capacitores Eletrolíticos de alumínio, entre os diversos tipos de capacitores disponíveis, são extremamente importantes nos circuitos eletrônicos, principalmente porque apresentam valores elevados de capacitância em volume reduzido. Apresentam-se com uma polaridade definida, ao contrário dos resistores, indutores e capacitores não-eletrolíticos, que são tipicamente componentes sem polaridade pré-definida. TENSÃO NOMINAL

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12 É um método em que os componentes são montados diretamente na superfície de placas de circuito impresso.

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14 É o instrumento usado para medir o valor dos capacitores comuns e eletrolíticos. Podem medir capacitores de 0 a 20 µf e podem alcançar valores maiores como por exemplo de 0 a µf.

15 O quadro a seguir resume as principais propriedades dos elementos reativos, contrastando os indutores e os capacitores. Observamos a semelhança entre os dois componentes: o que é corrente em um, é tensão no outro; o que é DC (corrente contínua) em um, é AC (corrente alternada) no outro; o que é série em um é paralelo no outro etc. Isto caracteriza o conceito de dualidade e os capacitores e indutores são chamados elementos duais. Um melhor entendimento do indutor repousa em bases sólidas de eletromagnetismo. Já o conhecimento do capacitor exige bons conhecimentos de eletrostática.

16 ASSOCIAÇÃO EM PARALELO Como em toda associação em paralelo, a tensão é a mesma em todos os seus ramos. Logo, cada capacitor de uma associação em paralelo fica submetido à mesma tensão que é aplicada ao conjunto (V). V = V1 = V2 = V3 =... = Vn

17 ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE A grandeza comum a todos os elementos de uma associação em série é a corrente. Como corrente é a quantidade de carga que atravessa o circuito (ou se acumula em seus componentes, como no caso dos capacitores) por unidade de tempo, então é fácil perceber que a carga será a mesma em todos os capacitores da associação em série. QTOTAL = Q1 = Q2 = Q3 =... = Qn

18 CARGA E DESCARGA DOS CAPACITORES Em um circuito formado por um capacitor (C) em série com um resistor (R) e uma fonte de tensão (E) haverá máxima circulação de corrente (I) no instante em que a fonte for ligada. Como sabemos, corrente elétrica é formada por cargas em movimento; essas cargas se deslocam da fonte para o capacitor e nele se acumulam. Pela equação que aparece logo acima, à medida que a quantidade de carga no capacitor aumenta, aumenta a tensão sobre ele. Assim, a diferença de potencial entre o capacitor e a fonte vai diminuindo e com ela a corrente, até a tensão se tornar igual à da fonte e a corrente nula, quando o capacitor estará totalmente carregado. Desligando a fonte, o capacitor permanece carregado por longo tempo, só perdendo carga pelo efeito da resistência de fuga. Entretanto, se no lugar da fonte for colocado um fio, o capacitor perderá carga rapidamente, isto é, as cargas em excesso em uma placa passarão para a outra placa, completando as cargas em falta e se anulando. A corrente de descarga, então, vai no sentido oposto ao de carga e parte do máximo até zero, quando a tensão também chega a zero.

19 Todo esse processo está representado nos gráficos a seguir.

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