O que é um Capacitor?
Um capacitor é um dispositivo capaz de armazenar carga elétrica, constituído normalmente por dois objetos condutores, como placas ou folhas, posicionados próximos, mas sem se tocarem. Os capacitores são formados basicamente por duas placas metálicas separadas por um isolante, chamado dielétrico, que pode ser, por exemplo, poliestireno, óleo ou ar. Eles são componentes eletrônicos extremamente utilizados e úteis em qualquer circuito eletrônico e elétrico moderno.
Tipos de Capacitores
Existem diversos tipos de capacitores, sendo os mais comuns:
- Capacitores Eletrolíticos
- Capacitores Cerâmicos
- Capacitores de Papel
- Capacitores de Filme
- Capacitores de Mica
- Supercapacitores
Os capacitores são divididos em grupos básicos: capacitores fixos, cujo valor é determinado durante a fabricação e não pode ser alterado posteriormente; capacitores polarizados, que têm polaridades positiva e negativa específicas; e capacitores variáveis, com capacitância ajustável.
Valores Típicos de Capacitância
Um farad é uma unidade relativamente grande de capacitância, raramente encontrada na maioria dos circuitos eletrônicos. As unidades mais práticas são os submúltiplos do farad, como microfarad e picofarad. Por exemplo, um capacitor cerâmico típico usado em eletrônicos pode ter uma capacitância de cerca de 0,1 microfarads, enquanto um supercapacitor pode ter vários farads.
Aplicações de Capacitores
Os capacitores têm uma ampla gama de aplicações, como:
- Armazenamento de energia
- Circuitos de temporização
- Correção do fator de potência
- Partida de motores e condicionamento de potência
- Processamento de áudio e sinal
- Circuitos de frequência de rádio
- Sensores capacitivos
Cálculo da Capacitância
Para calcular a capacitância, usamos a fórmula para placas paralelas: A = C.d/ε0, onde A é a área, C a capacitância, d a separação e ε0 a permissividade do vácuo.
Capacitores em Série e Paralelo
Capacitores podem ser combinados em série ou paralelo. Em série, a capacitância equivalente é dada pela soma dos inversos das capacitâncias individuais. Em paralelo, é a soma das capacitâncias.
Carregando e Descarregando um Capacitor
Quando conectamos um capacitor a uma fonte de tensão através de um resistor, o capacitor carrega até sua tensão ser igual à da fonte. A descarga segue um processo exponencial, dependendo da constante de tempo RC do circuito.
Energia Armazenada em um Capacitor
Capacitores são usados para armazenar energia elétrica. A energia potencial elétrica armazenada em um capacitor carregado é igual ao trabalho necessário para carregá-lo. Esta energia é recuperada quando o capacitor é descarregado.
Capacitor com Dielétrico
Colocar um dielétrico entre as placas de um capacitor serve para manter a separação mecânica, isolar eletricamente (permitindo maior diferença de potencial) e reduzir o campo elétrico (aumentando a capacitância). A introdução de um dielétrico aumenta a capacitância para C = κeC0, onde κe é a constante dielétrica.
Em resumo, os capacitores são componentes versáteis e amplamente utilizados em sistemas eletrônicos e elétricos, com novas aplicações sendo constantemente desenvolvidas.
