ESCOLA SUPERIOR TECNICA DEPARTAMENTO ENG ENHARIAS Curso de Licenciatura em Engenharia de Electrónica
MATERIAIS E COMPONENTES
ELECTRÓNICOS
Docente: Eng. Edigar Macie
04-04-2016
CAPACITORES
04-04-2016
Materiais Electrónicos
RESISTOR INDUTOR CAPACITOR
DIODOS TRANSISTORES SENSORES
Rectificador Especiais Zener Bipolar Especiais FET Temperatura Pressao Velocidade COMPONENTES ELETRÓNICOS PASSIVOS ACTIVOS DISPOSITIVOS ELETRÓNICOS CIRCUITOS DE AMPLIFICAÇÃO CIRCUITOS DE CHAVEAMENTO CIRCUITOS DE OSCILAÇÃO
Circuitos Integrados (CI’s) [ LINEARES e DIGITAIS ]
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CAPACITOR
Capacitor, antigamente chamado condensador, é um
componente que arma zena e nergia n um campo eléctrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga eléctrica.
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CAPACITOR
Capacitores tem o seu v alor especif icado em Farads que é a unidade básica, mas por conv eniência e f acilidade na representação numérica é mais comum se utilizar d e submúltiplos dessa unidade básica. Em electrónica os submúltiplos mais usados são:
CAPACITOR
É constituído por dois condutores separados por um isolante: Condutores: armaduras (ou placas)
Isolante: dielétrico
Costuma-se dar nome a esses dispositiv os de acordo com a f orma de suas armaduras.
Dielétrico: um isolante qualquer Vidro Paraf ina Papel Ar Cerâmica Mica
CAPACITOR
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CAPACITOR
Característica eléctrica dominante:
• Proporcionalidade entre a corrente entre seus terminais e a v ariação da dif erença de potencial eléctrico nos terminais capacitância.
É um armazenador de energia sob a f orma de um campo electrostático. 04-04-2016
CAPACITOR
Característica interessante 04-04-2016Composição
É f ormado de duas placas metálicas, separadas por um material isolante (dielétrico).
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Aplicações
Eliminar sinais indesejados:
normalmente quanto maior a capacitância melhor o ef eito obtido. Podem apresentar grandes tolerâncias.
Capacitores empregados em aplicações que requerem
maior precisão:
determinar a f requência de oscilação de um circuito, possuem tolerâncias menores.
Capacitância
A capacitância de um capacitor, é uma constante característica do componente.
Depende de certos fatores próprios do capacitor.
Área das armaduras: maior área, maior capacitância. Cα A
Espessura do dielétrico: menor distância d entre as armaduras maior será a capacitância.
C α 1/d
Capacitância
onde:
• C: Capacitância • : Constante dielétrica
• d: Distância entre as superf ícies condutoras • A: Área dos condutores.
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Processos de Fabricação
Filme Metalizado:
1. Deposita-se uma camada de material condutor, sobre um dos lados de uma p elícula de material f lexív el isolante (Ex. poliéster).
2. Duas películas são enroladas uma sobre a outra, de maneira que as superf ícies metalizadas não se toquem.
3. Conecta-se um terminal a cada superf ície metálica. 4. O acabamento é f eito com cera f undida, ou resina epóxi 5. Faz-se a marcação dos v alores.
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Processos de Fabricação
04-04-2016Tipos de Capacitores
Mica Papel Stirof lex (5) Polipropileno Poliéster (1,2,3) Policarbonato (4) Cerâmicos (6 a 12) Eletrolíticos (13,14) alumínio tântalo 04-04-2016Capacitores de M ica
•
São f abricados alternando-se películas de mica (silicato•
de alumínio) com f olhas de alumínio.•
Mica– dielétrico muito estáv el – alta resistiv idade
•
São utilizados em circuitos de alta frequência (etapas osciladoras de radiof requência).•
Suas capacitâncias v ariam de 5pF a 100 nF,•
apresentando elev ada precisão.Capacitores de M ica
Capacitores de Papel
•
Capacitores de f iltro com dielétrico de papel são v olumosos e seu v alor é em geral limitado a menos do que 10 mF.•
Eles não são polarizados e podem suportar altas tensões.•
Não há f uga apreciáv el de corrente atrav és de um destes capacitores.04-04-2016
Capacitores de Papel
Enrola-se uma ou mais f olhas de papel entre f olhas metálicas.
Todo o conjunto é env olv ido em resina termoplástica. Barato
Aplicações gerais.
O papel pode ser impregnado com óleo, o que ocasiona: – Aumento da rigidez dielétrica.
– Aumento da margem de temperatura. – Aplicação em altas tensões.
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Capacitores Poliméricos
1.Duas f itas f inas de plástico metalizadas numa das f aces com um trecho descoberto ao longo de um dos bordos, o inferior em uma das tiras, e o superior na outra.
2. As duas tiras são enroladas uma sobre a outra, e nas bases do cilindro são f ixados os terminais, de modo que f icam em contato apenas com as partes metalizadas das tiras.
3. O conjunto é recoberto por um rev estimento isolante.
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Capacitores Poliméricos
Estes capacitores são empregados em baixa e média
frequência e como capacitores de f iltro.
Atingem capacitâncias relativ amente elev adas e tensões máximas que chegam a alcançar os 1000 V.
Se ocorrer uma perf uração no dielétrico por excesso de tensão, o metal se ev apora na área v izinha à perf uração sem que se produ za um curto-circuito, ev itando assim a destruição do componente.
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Capacitores Stiroflex
Utiliza poliestireno como dielétrico.
• Apresenta a constante dielétrica mais baixa entre os plásticos e não sof re inf luência das frequências altas.
• São enroladas f olhas de poliestireno entre f olhas de alumínio.
• Vantagens principais: – reduzido f actor de perda – alta precisão
– tolerância baixa (em torno de 0,25 %) – tensões de trabalho entre 30 e 600 V.
Capacitores de Polipropileno
•
É um plástico com propriedades análogas ao polietileno mas apresenta maior resistência:– ao calor
– aos solv entes orgânicos – a radiação.
•
Mesmo modo de f abricação do capacitor de poliestireno.•
Ideais para aplicação em circuitos de f iltros e circuitos ressonantes.Capacitores de Poliéster
•
Foram criados para substituir os capacitores de papel, tendo como v antagens:– maior resistência mecânica – não é um material higroscópico
– ampla margem de temperatura (-50°C a 150°C) – grande rigidez dielétrica.
•
Não recomendados para aplicação em f requências >MHz, pois, apresentam v ariações de sua capacitância com a f requência.•
Valores típicos: 2pF a 10 μF com tensões entre 30 e 1000 V.04-04-2016
Capacitores de Policarbonato
•
Idênticos aos de poliéster•
Valores típicos entre 1 nF e 10 μF•
Tensões de trabalho entre 60 e 1200 V.04-04-2016
Capacitores Cerâmicos
São constituídos de um suporte tubular de cerâmica, em cujas superf ícies interna e externa são depositadas f inas camadas de prata às quais são ligados os terminais atrav és de um cabo soldado sobre o tubo.
Às v ezes, os terminais são enrolados diretamente sobre o tubo.
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Capacitores Cerâmicos
Emprego:
– alta f requência: modelos compensados termicamente e com baixa tolerância
– baixa f requência: capacitores de acoplamento e de f iltro. Além dos tubulares, podem ser encontrados capacitores de disco e rectangular.
São os mais próximos aos capacitores ideais, pois apresentam: – Indutância parasitária praticamente nula
– Factor de potência nulo – Alta constante dielétrica
– Capacitâncias com f rações de pF a 1 nF
Ideais para circuitos sintonizadores. 04-04-2016
Capacitores Cerâmicos
Capacitores Electrolíticos
•
Atingem maiores capacitâncias.•
São f ormados por uma tira metal recoberta por uma camada de óxido que atua como um dielétrico•
Sobre a camada de óxido é colocada uma tira de papel impregnado com um líquido condutor chamado eletrólito, ao q ual se sobrepõe uma segun da lâmina d e alumínio em contato elétrico com o papel.Capacitores Eletrolíticos
São utilizados em circuitos em que ocorrem tensões contínuas, sobrepostas a tensões alternadas menores.
Funcionam apenas como capacitores de f iltro para rectif icadores, de acoplamento para bloqueio de tensões contínuas, etc.
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Capacitores Eletrolíticos de Alumínio
Grandes capacitâncias (1 μF a 20.000 μF).•
Dielétrico: película de óxido de alumínio (Al2O3) f iníssima que se f orma sobre o polo positiv o, quando se aplica uma tensão contínua.•
Elev ada tolerância (chegando a 100 % maior que o v alor nominal, e 10 % no sentido negativ o)•
Altamente inf luenciado pela temperatura tanto na capacitância como na resistência de perda.04-04-2016
Capacitores Eletrolíticos de Alumínio
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Capacitores Eletrolíticos de Tântalo
•
Constituição idêntica aos de alumínio.•
Dielétrico: óxido de tântalo (Ta2O5) -Reduz a dimensão destes capacitores.•
Baixas tolerâncias (20%)•
Baixa dependência da temperatura•
Máxima tensão de operação de 120 V•
Mais caros.04-04-2016
Capacitores Eletrolíticos de Tântalo
•
Se assemelham aos capacitores de alumínio•
Alcança as mesmas capacitâncias com tamanho menor.•
Emprega-se o tântalo no lugar do alumínio, para a lâmina, e o eletrólito é uma pasta ou líquido.•
Aplicação:Como capacitor de acoplamento para estágios de baixas f requências, graças ao seu baixo nív el de ruído, muito inf erior ao do capacitor de alumínio.
Capacitores Ajustáveis
Pode-se controlar a área das superf ícies condutoras submetidas ao campo elétrico, ef ectiv amente controlando a capacitância.
Capacitor de sintonia
“Trimmers” e “Padders”
•
São capacitores v ariáv eis com pequenas dime nsões normalmente utilizados em rádios portáteis e div ersos dispositiv os electrónicos.•
Tem capacitâncias máximas em torno de 500 pF.•
São utilizados principalmente para o ajuste do v alor correto da capacitância total de um circuito04-04-2016
“Trimmers” e “Padders”
•
O ajuste pode ser obtido: – Variando a superf ície das placas – Variando a distância entre as placas – Variando o material do dielétrico.04-04-2016
Código de Cores para Capacitores
Os v alores de capacitância são indicados em pF.
Este código é em geral empregado nos capacitores de poliéster metalizado.
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Código de Cores para Capacitores
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Código para Capacitores Cerâmicos
Os v alores de capacitância são indicados em pF.