Componentes Passivos – Capacitor

Capacitância é a habilidade que um elemento possui de armazenar cargas elétricas. Sempre que dois condutores estão separados por um material isolante (mesmo que seja o ar), existe uma capacitância. Portanto, o capacitor é um dispositivo eletrônico passivo que armazena carga elétrica e também possui a capacidade de armazenar energia.

Um capacitor é construído basicamente por duas placas de materiais condutores conhecidos como armaduras e separados por algum isolante (cerâmica, papel, óleo e ar, por exemplo) conhecido como dielétrico. A capacitância de um capacitor é definida pelo tamanho das suas placas.

Conforme a imagem acima, caso seja ligado duas armaduras a uma bateria, sendo um lado da armadura conectado ao polo positivo e o outro lado conectado ao polo negativo, não haverá passagem de corrente elétrica, pois o dielétrico não deixa as armaduras encostarem uma na outra, contudo, haverá um acúmulo de cargas elétricas, ficando um lado negativo e outro lado positivo gerando uma diferença de potencial. Quando está bateria é retirada, o capacitor continua carregado com as cargas elétricas.

Para medir a capacitância de um capacitor, usa-se a medida dada em FARAD (F). Um Farad é uma unidade muito grande, portanto, a capacitância de um capacitor é dada em submúltiplos como o microfarad (μF), picofarad (pF) e nanofarad (nF).

Os capacitores podem ser de valor fixo ou variável conforme mostrado na imagem abaixo:

Existem vários tipos de capacitores e dependendo de onde o capacitor for utilizado, o valor da capacitância e o tipo de dielétrico serão de grande importância. Caso seja necessário substituir um capacitor, deve-se observar o seu tipo para que o substituto seja idêntico, pois a mudança de um capacitor de poliéster por um eletrolítico, por exemplo, pode alterar completamente o funcionamento do equipamento.

Abaixo segue uma imagem de alguns dos capacitores  mais usuais:

Para cada tipo de capacitor existe uma forma diferente de identificar seu valor. No caso dos capacitores radiais o valor já vem identificado no corpo do mesmo, juntamente com sua polaridade e tensão máxima de trabalho.

Os capacitores cerâmicos e de poliéster normalmente vem de fábrica com 3 números impressos, sendo que o terceiro numero é o multiplicador. Seu valor é dado em picoFarads (pF). Exemplo: 104 = 100000 pF ou 100 nF,  204 = 200000 pF ou 200 nF, 101 = 100 pF ou 0,1 nF, 472 = 4700 pF ou 4,7 nF. O valor da tolerância é na faixa de 5%.

Os capacitores podem ser ligados utilizando a associação em série ou em paralelo com a finalidade de obter um valor de capacitância fora dos valores comercializados.

Associação em série: neste tipo de associação a capacitância resultante é dada pelo produto das capacidades dividido pela sua soma, sendo que a capacitância total é sempre menor que a menor capacitância dos capacitores do circuito. Quando se aplica uma diferença de potencial (tensão) nos terminais desta associação, ela se divide entre os capacitores de maneira que, quem possuir o menor valor de capacitância receberá o maior valor de tensão. Na imagem abaixo temos um exemplo desta associação:

Para sabermos a capacitância total deste circuito, vamos fazer os cálculos conforme mostrado na imagem abaixo:

Veja que o resultado da capacitância total (2 μF) é abaixo do valor da capacitância do capacitor de menor valor no circuito (3 μF).

Associação em paralelo: neste tipo de associação a capacitância total é resultado da soma de todas as capacitâncias do circuito, e a diferença de potencial é a mesma para todos os capacitores.

Abaixo temos um exemplo de cálculo da capacitância total para o circuito acima:

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