Tipos de capacitores e suas aplicações

Tipos de capacitores e suas aplicações

Em cada eletrônico ou circuito elétrico , um capacitor desempenha um papel fundamental. Portanto, a cada dia, a produção de diferentes tipos de capacitores pode ser feita de milhares a milhões. Cada tipo de capacitor inclui seus benefícios, desvantagens, funções e aplicações. Portanto, é muito importante conhecer cada tipo de capacitor ao selecionar para qualquer aplicação. Esses capacitores variam de pequeno a grande, incluindo características diferentes com base no tipo para torná-los únicos. Os capacitores pequenos e fracos podem ser encontrados em circuitos de rádio, enquanto os capacitores grandes são usados ​​em circuitos de suavização. O projeto de pequenos capacitores pode ser feito usando materiais cerâmicos selados com resina epóxi, enquanto os capacitores de uso comercial são projetados com uma folha metálica usando folhas finas de Mylar, caso contrário, papel impregnado de parafina.



Tipos de capacitores e seus usos

O capacitor é um dos componentes mais usados ​​em projetos de circuitos eletrônicos. Ele desempenha um papel importante em muitos dos aplicativos incorporados. Ele está disponível em diferentes classificações. Consiste em dois metais pratos separado por uma substância não condutora, ou dielétrico . Freqüentemente, são depósitos de armazenamento de sinais analógicos e dados digitais.


As comparações entre os diferentes tipos de capacitores são geralmente feitas em relação ao dielétrico usado entre as placas. Alguns condensadores parecem tubos, pequenos condensadores são frequentemente construídos a partir de materiais cerâmicos e depois mergulhados numa resina epóxi para os selar. Portanto, aqui estão alguns dos tipos mais comuns de capacitores disponíveis. Vamos ver eles.





Capacitor Dielétrico

Geralmente, esses tipos de capacitores são do tipo variável que requer uma mudança contínua na capacitância dos transmissores, receptores e rádios transistores para sintonia. Os tipos dielétricos variáveis ​​podem ser obtidos em placas múltiplas e com espaçamento de ar. Esses capacitores têm um conjunto de placas fixas e móveis para mover entre as placas fixas.

A posição da placa móvel em comparação com as placas fixas determinará o valor aproximado de capacitância. Em geral, a capacitância é máxima quando os dois conjuntos de placas estão completamente conectados. O capacitor de sintonia com alta capacitância inclui espaços de ar razoavelmente grandes entre as duas placas com tensões de ruptura chegando a milhares de volts.



Capacitor pequeno

O capacitor que usa Mica como material dielétrico é conhecido como capacitor de mica. Esses capacitores estão disponíveis em dois tipos, como presos e prata. O tipo preso agora é considerado desatualizado por causa de suas características inferiores, mas o tipo prata é usado em seu lugar.


Esses capacitores são fabricados em placas de mica revestidas de metal em ambas as faces. Depois disso, este projeto é envolto em epóxi para protegê-lo do ambiente. Geralmente, esses capacitores são usados ​​sempre que forem necessários capacitores estáveis ​​com valores relativamente pequenos.

Os minerais de Mica são extremamente constantes quimicamente, mecanicamente e eletricamente devido à sua estrutura cristalina precisa que inclui camadas típicas. Assim, é possível a fabricação de chapas finas com 0,025 a 0,125 mm.

A mica mais frequentemente usada é a flogopita e a muscovita. Nele, a muscovita tem boas propriedades elétricas, enquanto a segunda tem uma resistência a altas temperaturas. Mica é investigada na Índia, América do Sul e África Central. A grande diferença na composição da matéria-prima leva ao alto custo necessário para exame e categorização. Mica não atua em resposta a solventes ácidos, água e óleo.
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Capacitor polarizado

O capacitor que possui polaridades específicas como positiva e negativa é chamado de capacitor polarizado. Sempre que esses capacitores forem usados ​​nos circuitos, temos que verificar se eles estão aliados dentro das polaridades ideais. Esses capacitores são classificados em dois tipos, nomeadamente eletrolíticos e supercapacitores.

Capacitores de filme

Capacitores de filme são os mais normalmente prontos de vários tipos de capacitores, compreendendo um grupo geralmente expansivo de capacitores com a distinção sendo em suas propriedades dielétricas. Eles estão disponíveis em quase todos os valores e tensões de até 1.500 volts. Eles vêm em qualquer tolerância de 10% a 0,01%. Os capacitores de filme também vêm em uma combinação de formatos e estilos de caixa.

Existem dois tipos de capacitores de filme: tipo de cabo radial e tipo de cabo axial. Os eletrodos dos capacitores de filme podem ser de alumínio ou zinco metalizado, aplicados em um ou nos dois lados do filme plástico, resultando em capacitores de filme metalizado chamados capacitores de filme. O capacitor de filme é mostrado na figura abaixo:

Capacitores de filme

Capacitores de filme

Capacitores de filme às vezes são chamados de capacitores de plástico porque usam poliestireno, policarbonato ou Teflon como dielétricos. Esses tipos de filme precisam de um filme dielétrico muito mais espesso para diminuir o perigo de rasgos ou perfurações no filme e, portanto, são mais adequados para valores de capacitância mais baixos e tamanhos de caixas maiores.

Os capacitores de filme são fisicamente maiores e mais caros, não são polarizados, portanto podem ser usados ​​em aplicações de tensão CA e possuem parâmetros elétricos muito mais estáveis. Dependendo da capacitância e do fator de dissipação, eles podem ser aplicados em aplicações de Classe 1 com frequência estável, substituindo os capacitores de cerâmica Classe 1.

Capacitores de cerâmica

Capacitores de cerâmica são usados ​​em circuitos de alta frequência, como áudio para RF. Eles também são a melhor escolha para compensação de alta frequência em circuitos de áudio. Esses capacitores também são chamados de capacitores de disco. Os capacitores de cerâmica são feitos revestindo dois lados de uma pequena porcelana ou disco de cerâmica com prata e, em seguida, são empilhados para formar um capacitor. Pode-se fazer baixa e alta capacitância em capacitores de cerâmica, alterando a espessura do disco de cerâmica usado. O capacitor de cerâmica é mostrado na figura abaixo:

Capacitores de cerâmica

Capacitores de cerâmica

Eles vêm em valores de alguns Pico farads a 1 microfarad. A faixa de voltagem é de alguns volts a muitos milhares de volts. As cerâmicas são baratas de fabricar e vêm em vários tipos dielétricos. A tolerância das cerâmicas não é grande, mas para o papel que lhes cabe na vida, elas funcionam muito bem.

Capacitores eletrolíticos

Esses são os capacitores mais usados ​​que têm uma ampla capacidade de tolerância. Capacitores eletrolíticos estão disponíveis com tensões de trabalho de até cerca de 500 V, embora os valores de capacitância mais altos não estejam disponíveis em alta tensão e unidades de temperatura mais altas estejam disponíveis, mas são incomuns. Existem dois tipos de capacitor eletrolítico, tântalo e alumínio em comum.

Capacitores de tântalo normalmente têm uma exibição melhor, valor mais alto e estão prontos apenas para uma extensão mais limitada de parâmetros. As propriedades dielétricas do óxido de tântalo são muito superiores às do óxido de alumínio, proporcionando uma corrente de fuga mais fácil e melhor resistência à capacitância, o que os torna adequados para aplicações de obstrução, desacoplamento e filtragem.

A espessura do filme de óxido de alumínio e a elevada tensão de ruptura fornecem aos capacitores valores de capacitância excepcionalmente elevados para seu tamanho. Em um capacitor, as placas de folha são anodizadas por uma corrente CC, definindo assim a extremidade do material da placa e confirmando a polaridade de seu lado.

Os capacitores de tântalo e alumínio são mostrados na figura abaixo:

Capacitores eletrolíticos

Capacitores eletrolíticos

Os capacitores eletrolíticos são classificados em dois tipos

  • Capacitores eletrolíticos de alumínio
  • Capacitores eletrolíticos de tântalo
  • Capacitores eletrolíticos de nióbio

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Supercapacitores

Os capacitores que possuem uma capacidade eletroquímica com valores de capacitância elevados, em comparação com outros capacitores, são conhecidos como supercapacitores. A categorização destes pode ser feita como um grupo que fica entre os capacitores eletrolíticos e também as baterias recarregáveis ​​conhecidas como ultracapacitores.

Existem vários benefícios ao usar esses capacitores, como o seguinte,

  • O valor da capacitância deste capacitor é alto
  • A carga pode ser armazenada e entregue muito rapidamente
  • Esses capacitores podem lidar com carga adicional com ciclos de descarga.
  • As aplicações de supercapacitores incluem o seguinte.
  • Esses capacitores são utilizados em ônibus, carros, trens, guindastes e elevadores.
  • Eles são usados ​​na frenagem regenerativa e para backup de memória.
  • Esses capacitores estão disponíveis em diferentes tipos, como os de camada dupla, pseudo e híbrido.

Capacitor Não Polarizado

Os capacitores não têm polaridades como positivas ou negativas. Os eletrodos de capacitores não polarizados podem ser inseridos aleatoriamente no circuito para feedback, acoplamento, desacoplamento, oscilação e compensação. Esses capacitores têm pequena capacitância, então usados ​​em circuitos CA puros e também usados ​​em filtragem de alta frequência. A seleção desses capacitores pode ser feita de forma muito conveniente com modelos e especificações semelhantes. Os tipos de capacitores não polarizados são

Capacitores de cerâmica

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Capacitores de Mica Prata

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Capacitores de Poliéster

O capacitor de poliéster ou Mylar é barato, preciso e tem pequeno vazamento. Esses capacitores trabalham na faixa de 0,001 a 50 microfarad. Esses capacitores são aplicáveis ​​onde a estabilidade e a precisão não são tão significativas.

Capacitores de poliestireno

Esses capacitores são extremamente precisos e incluem menos vazamento. Eles são utilizados em filtros e também onde a precisão, bem como a estabilidade, são significativas. Eles são bastante caros e funcionam na faixa de 10 pF a 1 mF.

Capacitores de policarbonato

Esses capacitores são caros e estão disponíveis em excelente qualidade, com alta precisão e baixíssimo vazamento. Infelizmente, eles foram descontinuados e agora são difíceis de encontrar. Eles têm um bom desempenho em ambientes hostis e de alta temperatura na faixa de 100 pF a 20 mF.

Capacitores de polipropileno

Esses capacitores são caros e a faixa de desempenho pode ser de 100 pF a 50 mF. Eles são extremamente constantes, precisos ao longo do tempo e têm muito poucos vazamentos.

Capacitores de teflon

Esses capacitores são os mais estáveis, precisos e quase não apresentam vazamentos. Estes são considerados os melhores capacitores. A forma de comportamento é precisamente semelhante em uma ampla gama de variações de frequência. Eles funcionam na faixa de 100 pF a 1 mF.

Capacitores de vidro

Esses capacitores são muito fortes, estáveis ​​e operam na faixa de 10 pF a 1.000 pF. Mas, esses também são componentes muito caros.

Capacitor de Polímero

Um capacitor de polímero é um capacitor eletrolítico (e-cap) que usa um eletrólito sólido de um polímero condutor como o eletrólito em vez de gel ou eletrólitos líquidos.

A secagem do eletrólito pode ser facilmente evitada com a ajuda de um eletrólito sólido. Este tipo de secagem é um dos recursos que impedem a vida útil dos capacitores eletrolíticos normais. Esses capacitores são classificados em diferentes tipos, como Polímero Tântalo-e-cap, Polímero Alumínio-e-cap, Polímero Híbrido Al-e-cap e Polímero de nióbio.

Na maioria das aplicações, esses capacitores têm usado uma alternativa aos capacitores eletrolíticos, apenas se a tensão nominal mais alta não for aumentada. A tensão nominal mais alta dos capacitores de polímero sólido é menor em comparação com a tensão mais alta dos capacitores eletrolíticos clássicos, como até 35 volts, embora alguns capacitores de polímero sejam projetados com as tensões de operação mais altas, como 100 volts DC.

Esses capacitores têm qualidades diferentes e melhores em comparação com uma vida útil mais longa, a temperatura de trabalho é alta, boa estabilidade, menor ESR (resistência em série equivalente) e o modo de falha é muito mais seguro.

Capacitores com chumbo e de montagem em superfície

Os capacitores são acessíveis como faixas com chumbo e capacitores de montagem em superfície. Quase todos os tipos de capacitores podem ser obtidos, como versões com chumbo, como cerâmica, eletrolítica, supercapacitores, mica de prata, filme plástico, vidro, etc. A montagem em superfície ou SMD é limitada, mas devem resistir às temperaturas que são usadas no processo de soldagem .

Quando o capacitor não tem nenhum cabo e também como resultado do método de soldagem é usado, então os capacitores SMD são expostos ao aumento completo da temperatura da própria solda. Como resultado, nem todas as variedades estão disponíveis como capacitores SMD.

Os principais tipos de capacitores de montagem em superfície incluem cerâmica, tântalo e eletrolítico. Todos eles foram desenvolvidos para resistir às altíssimas temperaturas de soldagem.

Capacitores de uso especial

Capacitores para fins especiais são utilizados em aplicações de energia CA, como sistemas UPS e CVT de até 660 Vca. A seleção de capacitores apropriados desempenha principalmente um papel importante dentro da expectativa de vida dos capacitores. Portanto, é absolutamente necessário utilizar o valor adequado do capacitor por meio de uma classificação de tensão-corrente para corresponder à aplicação precisa. As características desses capacitores são robustez, durabilidade, à prova de choque, precisão dimensional e extremamente forte.

Tipos de capacitores em circuitos AC

Quando os capacitores são usados ​​em circuitos CA, então os capacitores agem de forma diferente em comparação com os resistores, pois os resistores permitem que os elétrons fluam através deles, o que é diretamente proporcional à queda de tensão, enquanto os capacitores resistem às mudanças dentro da tensão através do fornecimento ou extração de corrente porque eles carregam de outra forma descarregar em direção ao novo nível de tensão.

Os capacitores ficam carregados em direção ao valor de tensão aplicado, que atua como um dispositivo de armazenamento para manter a carga até que a tensão de alimentação esteja lá em toda a conexão CC. Uma corrente de carga será fornecida ao capacitor para se opor a quaisquer modificações na voltagem.

Por exemplo, considere um circuito projetado com um capacitor e também com uma fonte de alimentação CA. Portanto, há uma diferença de fase de 90 graus entre a tensão e a corrente, com a corrente atingindo seu pico de 90 graus antes de a tensão atingir seu pico.

A fonte de alimentação CA gera uma tensão oscilante. Quando a capacitância é alta, o grande suprimento deve fluir para construir uma tensão específica sobre as placas e a corrente será mais alta.
A frequência da tensão é maior e o tempo disponível é menor para ajustar a tensão, de modo que a corrente será alta quando a frequência e a capacitância forem aumentadas.

Capacitores Variáveis

Um Capacitor Variável é aquele cuja capacitância pode ser intencional e repetidamente alterada mecanicamente. Este tipo de capacitor é utilizado para definir a frequência de ressonância em circuitos LC, por exemplo, para ajustar o rádio para correspondência de impedância em dispositivos sintonizadores de antena.

Capacitores Variáveis

Capacitores Variáveis

Aplicações de capacitores

Os capacitores têm aplicações elétricas e eletrônicas. Eles são usados ​​em aplicações de filtro, sistemas de armazenamento de energia, acionadores de motor e dispositivos de processamento de sinal.

Como saber o valor dos capacitores?

Capacitores são os componentes essenciais de um circuito eletrônico sem os quais o circuito não pode ser concluído. O uso de capacitores inclui suavizar as ondulações da CA na fonte de alimentação, acoplar e desacoplar os sinais, como buffers, etc. Diferentes tipos de capacitores como capacitor eletrolítico, capacitor de disco, capacitor de tântalo, etc. são usados ​​em circuitos. Os capacitores eletrolíticos possuem o valor impresso em seu corpo para que seus pinos possam ser facilmente identificados.

DISC-CAPACITOR

Normalmente, o pino grande é positivo. A faixa preta presente perto do terminal negativo indica a polaridade. Mas em capacitores de disco, apenas um número é impresso em seu corpo, então é muito difícil determinar seu valor em PF, KPF, uF, n, etc. Para alguns capacitores, o valor é impresso em termos de uF, enquanto em outros um O código EIA é usado. 104. Vejamos os métodos para identificar o capacitor e calcular seu valor.

O número no capacitor representa o valor da capacitância no Pico Farads. Por exemplo, 8 = 8PF

Se o terceiro número for zero, o valor está em P, por exemplo 100 = 100PF

Para um número de 3 dígitos, o terceiro número representa o número de zeros após o segundo dígito, por exemplo, 104 = 10 - 0000 PF

Se o valor for obtido em PF, é fácil convertê-lo em KPF ou uF

PF / 1000 = KPF ou n, PF / 10, 00000 = uF. Para um valor de capacitância de 104 ou 100000 em pF, é 100KpF ou n ou 0,1uF.

Fórmula de conversão

n x 1000 = PF PF / 1000 = n PF / 1.000.000 = uF uF x 1.000.000 = PF uF x 1.000.000 / 1000 = n n = 1 / 1.000.000.000F uF = 1 / 1.000.000 F

A letra abaixo do valor da capacitância determina o valor da tolerância.

473 = 473 K

Para um número de 4 dígitos, se o 4ºdígito é zero, então o valor da capacitância está em pF.

Por exemplo. 1500 = 1500PF

Se o número for apenas um número decimal de ponto flutuante, o valor da capacitância está em uF.

Por exemplo. 0,1 = 0,1 uF

Se um alfabeto é fornecido abaixo dos dígitos, ele representa um decimal e o valor está em KPF ou n

Por exemplo. 2K2 = 2,2 KPF

Se os valores forem fornecidos com barras, o primeiro dígito representa o valor em UF, o segundo sua tolerância e o terceiro sua classificação de tensão máxima

Céu. 0,1 / 5/800 = 0,01 uF / 5% / 800 Volt.

Alguns capacitores de disco comuns são

Valores-capacitor

Sem um capacitor, o projeto do circuito não estará completo, pois ele tem uma função ativa no funcionamento de um circuito. O capacitor tem duas placas de eletrodo separadas por um material dielétrico como papel, mica, etc. O que acontece quando os eletrodos do capacitor são conectados a uma fonte de alimentação? O capacitor carrega com sua voltagem total e retém a carga. O capacitor tem a capacidade de armazenar corrente que é medida em termos de Farads.

DISC-CAPS

DISC-CAPS

A capacitância de um capacitor depende da área das placas do eletrodo e da distância entre elas. Os condensadores de disco não têm polaridade, pelo que podem ser ligados de qualquer forma. Os condensadores de disco são usados ​​principalmente para acoplar / desacoplar os sinais. Os capacitores eletrolíticos, por outro lado, têm polaridade de forma que se a polaridade do capacitor mudar, ele explodirá. Capacitores eletrolíticos são usados ​​principalmente como filtros, buffers, etc.

Cada capacitor tem sua própria capacitância, que é expressa como a carga no capacitor dividida pela tensão. Portanto, Q / V. Quando você usa um capacitor em um circuito, alguns parâmetros importantes devem ser considerados. O primeiro é o seu valor. Selecione um valor adequado, baixo ou alto, dependendo do projeto do circuito.

O valor está impresso no corpo da maioria dos capacitores em uF ou como código EIA. Em capacitores codificados por cores, os valores são representados como faixas de cores e, usando um gráfico de código de cores do capacitor, é fácil identificar o capacitor. Abaixo está a tabela de cores para identificar um capacitor codificado por cores.

Gráfico de cores

Veja, como resistores, cada banda no capacitor tem um valor. O valor da primeira banda é o primeiro número na cartela de cores. Da mesma forma, o valor da segunda banda é o segundo número na cartela de cores. A terceira banda é o multiplicador, como no caso de um resistor. A quarta banda é a tolerância do capacitor. A quinta banda é o corpo do capacitor, que representa a tensão de trabalho do capacitor. A cor vermelha representa 250 volts e amarelo representa 400 volts.

Tolerância e tensão de trabalho são dois fatores importantes a serem considerados. Nenhum capacitor tem a capacitância nominal e pode variar.

Portanto, use um capacitor de boa qualidade como um capacitor de tântalo em circuitos sensíveis, como circuitos osciladores. Se o capacitor for usado em circuitos CA, ele deve ter uma tensão de trabalho de 400 volts. A tensão de trabalho do capacitor eletrolítico está impressa em seu corpo. Selecione um capacitor com uma tensão de trabalho três vezes maior do que a tensão da fonte de alimentação.

Por exemplo, se a fonte de alimentação for de 12 volts, use um capacitor de 25 ou 40 volts. Para fins de suavização, é melhor usar um capacitor de alto valor como 1000 uF para remover as ondulações de CA quase completamente. No fonte de energia dos circuitos de áudio, é melhor usar um capacitor de 2200 uF ou 4700 uF, pois as ondulações podem criar zumbidos no circuito.

A corrente de fuga é outro problema nos capacitores. Algumas das cargas vazarão, mesmo se o capacitor estiver carregando. Este é um versículo em circuitos de temporizador, pois o ciclo de temporização depende do tempo de carga / descarga do capacitor. Capacitores de tântalo de baixa fuga estão disponíveis e podem ser usados ​​em circuitos de temporizador.

Compreendendo a função de redefinição do capacitor no microcontrolador

Um Reset é usado para iniciar ou reiniciar a funcionalidade do microcontrolador AT80C51. Um pino de reinicialização segue duas condições para inicializar o microcontrolador. Eles estão

  1. A fonte de alimentação deve estar no intervalo especificado.
  2. A duração da largura do pulso de reinicialização deve ser de pelo menos dois ciclos da máquina.

O reset deve ser mantido ativo até que todas as duas condições sejam respeitadas.

Nesse tipo de circuito, o capacitor e o resistor da fonte são conectados ao pino de reset no. 9. Enquanto a chave de alimentação está ligada, o capacitor começa a carregar. Neste momento, o capacitor atua como um curto-circuito no início. Quando o pino de reinicialização é definido como HIGH, o microcontrolador vai para o estado ligado e após algum tempo o carregamento para.

Quando a carga para, o pino de reset vai para o solo por causa do resistor. O pino de reinicialização deve ir muito alto e depois muito baixo, então o programa começa do princípio. Se este arranjo não tiver o capacitor de reinicialização ou se tivesse sido deixado desconectado, o programa inicia de qualquer lugar do microcontrolador.

Portanto, isso é tudo sobre uma visão geral dos diferentes tipos de capacitores e suas aplicações. Agora que você já tem uma ideia sobre o conceito dos tipos de capacitores e suas aplicações, se você tiver dúvidas sobre este tema ou sobre os projetos elétricos e eletrônicos deixe os comentários abaixo.

Créditos fotográficos

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