Tipos de Capacitores: Noções Básicas

Existem diversos tipos de capacitores que são utilizados em equipamentos eletrônicos, cada um com suas características: confira as diferenças e quais são aplicáveis ​​para diferentes aplicações.

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Nosso Tutorial de Capacitores inclui:

Usos de Capacitores | Tipos de Capacitores | Capacitor Eletrolítico | Capacitor Cerâmico | Capacitor de Tântalo | Capacitores de Filme | Capacitor de Mica Prata | Super Capacitor | Capacitores de Montagem em Superfície | Especificações e Parâmetros | Como comprar capacitores – dicas | Códigos e Marcas de Capacitores | Tabela de Conversão

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Os capacitores são usados ​​em praticamente todos os circuitos eletrônicos construídos hoje. Os capacitores são fabricados aos milhões todos os dias, mas existem vários tipos diferentes de capacitores disponíveis.

Cada tipo de capacitor tem suas próprias vantagens e desvantagens, podendo ser usado em diferentes aplicações – em diferentes tipos de projetos de circuitos eletrônicos, projetos de RF, etc.

Assim é necessário conhecer um pouco sobre cada tipo de capacitor para que se possa escolher o correto para determinado uso, aplicação, projeto de circuito eletrônico, etc.

Existem muitas variações, incluindo se o capacitor é fixo ou variável, se é chumbo ou usa tecnologia de montagem em superfície e, claro, o dielétrico: eletrolítico de alumínio, tântalo, cerâmica, filme plástico, papel e muito mais.

É importante não apenas determinar o valor correto do capacitor, mas também qual tipo de capacitor é apropriado para o projeto de circuito específico. Cada tipo de capacitor tem suas próprias propriedades e alguns podem ser apropriados para projetos de circuitos de baixa frequência, outros para fontes de alimentação e alguns para projetos de RF. Selecionar o tipo certo pode ser crucial.

Tipos polares e não polares

Uma das principais distinções entre vários tipos de capacitores é se eles são polarizados ou não.

Essencialmente, um capacitor polarizado é aquele que deve funcionar com a tensão em uma determinada polaridade.

Alguns dos tipos mais populares de capacitores polarizados incluem o eletrolítico de alumínio e os tântalos.

Esses componentes eletrônicos são marcados para indicar o terminal positivo ou negativo e só devem ser operados com uma polarização de tensão nessa direção – a polarização reversa pode danificá-los ou destruí-los. Como os capacitores executam muitas tarefas, como acoplamento e desacoplamento, haverá uma tensão CC permanente entre eles e eles passarão apenas por componentes CA.

A outra forma de capacitor é um capacitor não polarizado ou não polar. Este tipo de capacitor não requer polaridade e pode ser conectado de qualquer maneira em um projeto de circuito. Cerâmica, filme plástico, mica de prata e vários outros capacitores são capacitores apolares ou não polarizados.

Capacitores variáveis ​​e fixos

Outra distinção de tipo para capacitores é se eles são fixos ou variáveis.

A grande maioria dos capacitores de longe são capacitores fixos, ou seja, não possuem nenhum ajuste. No entanto, em alguns casos, pode ser necessário ter um capacitor ajustável ou variável, onde o valor do capacitor pode precisar ser variado. Normalmente, esses capacitores têm valor relativamente baixo, às vezes com valores máximos de até 1000pF. Os usos para estes tendem a ser em projetos de RF.

Os capacitores variáveis ​​também podem ser classificados como variáveis ​​e predefinidos. As variáveis ​​principais podem ser ajustadas por um botão de controle e podem ser usadas para sintonizar um rádio, etc.

Os capacitores variáveis ​​predefinidos normalmente têm um ajuste de parafuso e devem ser ajustados durante a configuração, calibração e teste, etc. Eles não devem ser ajustados em uso normal.

Tipos de capacitores fixos

Existem muitos tipos diferentes de capacitores de valor fixo que podem ser comprados e usados ​​em projetos de circuitos eletrônicos.

Esses capacitores são geralmente categorizados pelo dielétrico usado dentro do capacitor, pois isso rege as principais propriedades: eletrolítico, cerâmico, mica de prata, filme plástico metalizado e vários outros.

Embora a lista abaixo forneça alguns dos principais tipos de capacitores, nem todos podem ser listados e descritos e existem alguns tipos menos usados ​​ou menos comuns que podem ser vistos. No entanto, inclui a maioria dos principais tipos de capacitores.

• Capacitor de cerâmica:   Como o nome indica, esse tipo de capacitor ganha esse nome pelo fato de utilizar um dielétrico de cerâmica. Isso fornece muitas propriedades, incluindo um baixo fator de perda e um nível razoável de estabilidade, mas isso depende do tipo exato de cerâmica usada.Os dielétricos cerâmicos não fornecem um nível tão alto de capacitância por unidade de volume quanto alguns tipos de capacitores e, como resultado, os capacitores cerâmicos normalmente variam em valor de alguns picofarads até valores em torno de 0,1 µF.Para componentes com chumbo, capacitores de cerâmica de disco são amplamente utilizados. Este tipo de capacitor cerâmico é extensivamente para aplicações como aplicações de desacoplamento e acoplamento. Capacitores altamente especificados, especialmente usados ​​em tipos de capacitores de montagem em superfície, geralmente têm tipos específicos de dielétrico de cerâmica especificados. Os tipos mais comumente vistos incluem:
  • COG: Normalmente usado para valores baixos de capacitância. Tem uma baixa constante dielétrica, mas dá um alto nível de estabilidade.X7R: Usado para níveis de capacitância mais altos, pois possui uma constante dielétrica muito maior que o COG, mas uma estabilidade menor.Z5U: Usado para valores ainda mais altos de capacitância, mas tem uma estabilidade menor do que COG ou X7R.
  Os capacitores de cerâmica estão disponíveis como dispositivos tradicionais com chumbo, bem como variantes de passagem. O formato mais amplamente utilizado para capacitores de cerâmica é como um capacitor de montagem em superfície – o formato é um capacitor de cerâmica multicamada também abreviado para MLCC. Esses MLCCs são usados ​​aos bilhões todos os dias, pois formam o tipo de capacitor mais usado para produção em massa.Esses componentes eletrônicos estão amplamente disponíveis em todos os distribuidores de componentes eletrônicos e encontram uso em todas as formas de projetos de circuitos eletrônicos, desde baixas frequências até projetos de RF, onde suas características os tornam o melhor tipo para a maioria das aplicações de RF.Leia mais sobre . . . . capacitores cerâmicos.
• Capacitor eletrolítico:   Este tipo de capacitor é o tipo de chumbo mais popular para valores maiores que cerca de 1 microfarad, possuindo um dos maiores níveis de capacitância para um determinado volume. Este tipo de capacitor é construído usando dois filmes finos de folha de alumínio, sendo uma camada coberta por uma camada de óxido como isolante. Uma folha de papel embebida em eletrólito é colocada entre eles e, em seguida, as duas placas são enroladas uma na outra e colocadas em uma lata.Os capacitores eletrolíticos são polarizados, ou seja, eles só podem ser colocados em um sentido no circuito. Se forem conectados incorretamente, podem ser danificados e, em alguns casos extremos, podem explodir. Também deve-se tomar cuidado para não exceder a tensão nominal de trabalho. Normalmente eles devem ser operados bem abaixo deste valor.Este tipo de capacitor tem uma ampla tolerância. Normalmente, o valor do componente pode ser declarado com uma tolerância de -50% +100%. Apesar disso, eles são amplamente utilizados em aplicações de áudio como capacitores de acoplamento e em aplicações de suavização para fontes de alimentação. Eles não funcionam bem em altas frequências e normalmente não são usados ​​para frequências acima de 50 – 100 kHz.Capacitores eletrolíticos estão disponíveis como dispositivos tradicionais com chumbo. Alguns até têm terminais para solda ou mesmo terminais de parafuso, embora estes sejam normalmente reservados para as versões de corrente e capacitância mais altas frequentemente usadas em fontes de alimentação.Eletrolíticos também estão disponíveis como capacitores de montagem em superfície. Originalmente, este tipo de capacitor não estava disponível em um formato de tecnologia de montagem em superfície devido às dificuldades encontradas com as altas temperaturas experimentadas nos processos de soldagem usados. Agora eles foram superados e esses componentes eletrônicos estão amplamente disponíveis como versões de tecnologia de montagem em superfície.Leia mais sobre . . . . capacitores eletrolíticos.
• Capacitores de filme plástico:   Existem dois formatos principais para a construção de capacitores de filme plástico:
  • Filme metalizado:   Neste tipo de capacitor de filme, o filme plástico possui uma camada muito fina de metalização depositada no filme. Esta metalização é conectada à conexão relevante em um lado do capacitor ou no outro.
• • Folha de filme:   Esta forma de capacitor de filme tem dois eletrodos de folha de metal que são separados pelo filme plástico. Os terminais são conectados às extremidades dos eletrodos por meio de solda ou solda.
  Capacitores de filme plástico podem usar uma variedade de dielétricos. Policarbonato, poliéster e poliestireno são alguns dos mais comuns. Cada um tem suas próprias propriedades, permitindo que sejam usados ​​em aplicações específicas. Seus valores podem variar de vários picofarads a alguns microfarads, dependendo do tipo real.Normalmente são apolares. Em geral, eles são bons capacitores de uso geral que podem ser usados ​​para uma variedade de propósitos, embora seu desempenho de alta frequência geralmente não seja tão bom quanto o dos tipos cerâmicos. Alguns dos tipos mais comuns incluem:
  • Mylar – Pode apresentar ruído quando usado em aplicações onde há vibração.Policarbonato – Nível moderado de perda que pode aumentar com a frequência. Resistência de isolamento muito alta.Poliéster – Nível moderado de perda que pode aumentar com a frequência. Resistência de isolamento muito alta.Poliestireno – tendem a ter perda muito baixa, mas volumosos. Ter um coeficiente de temperatura em torno de -150 ppm / C
  Os capacitores de filme estão disponíveis como dispositivos tradicionais com chumbo, mas raramente são vistos como capacitores de montagem em superfície. A razão para isso são as altas temperaturas experimentadas por todo o capacitor SMT durante os processos de soldagem usados ​​na fabricação de montagem em superfície.Leia mais sobre . . . . capacitores de filme plástico.
• Tântalo:   capacitores eletrolíticos de alumínio comuns são bastante grandes para muitos usos. Em aplicações onde o tamanho é importante, capacitores de tântalo podem ser usados. Estes são muito menores que os eletrolíticos de alumínio e em vez de usar uma película de óxido sobre alumínio utilizam uma película de óxido sobre tântalo. Eles normalmente não têm altas tensões de trabalho, 35V é normalmente o máximo e alguns até têm valores de apenas um volt ou mais.Como os capacitores eletrolíticos, os tântalos também são polarizados e são muito intolerantes à polarização reversa, muitas vezes explodindo quando colocados sob tensão. No entanto, seu pequeno tamanho os torna muito atraentes para muitas aplicações.Os tântalos estão disponíveis há muito tempo em um formato de capacitor de montagem em superfície. Antes que os eletrolíticos SMT se tornassem disponíveis, esses capacitores formavam o esteio para capacitores de montagem em superfície de alto valor. Hoje em dia eles ainda são amplamente utilizados, embora capacitores eletrolíticos de montagem em superfície também estejam disponíveis.Leia mais sobre . . . . capacitores de tântalo.
• Mica de Prata:   Os capacitores de mica de prata são fabricados por revestimento de eletrodos de prata diretamente no dielétrico do filme de mica. Para atingir a capacitância necessária, várias camadas são usadas. Fios para as conexões são adicionados e, em seguida, todo o conjunto é encapsulado. Os valores dos capacitores de mica de prata variam em valor de alguns picofarads até dois ou três mil picofarads.Este tipo de capacitor não é tão amplamente utilizado nos dias de hoje. No entanto, eles ainda podem ser obtidos e são usados ​​onde a estabilidade do valor é de extrema importância e onde a perda baixa é necessária. Em vista disso, um de seus principais usos é dentro dos elementos sintonizados de circuitos como osciladores ou dentro de filtros.Leia mais sobre . . . . capacitores de mica de prata.
• Supercap   Super capacitores com níveis de capacitância de um Farad ou mais agora estão se tornando mais comuns. Esses supercapacitores são geralmente usados ​​para aplicações como retenção de memória e similares.Eles são muito grandes para uso na maioria dos projetos de circuitos, mas deve-se lembrar que sua resposta de frequência é limitada, mas eles são capacitores de retenção ideais, sendo capazes de fornecer corrente residual e tensão para reter a memória por períodos em que a energia pode ser removida.Leia mais sobre . . . . super capacitores.

Tipos de capacitores com chumbo e montagem em superfície

Os capacitores estão disponíveis como variedades com chumbo e capacitores de montagem em superfície. Praticamente todos os tipos de capacitores estão disponíveis como versões com chumbo: eletrolítico, cerâmico, supercapacitores, filme plástico, mica de prata, vidro e outros tipos especializados.

Os capacitores SMD são um pouco mais limitados. Os capacitores SMD devem ser capazes de suportar as temperaturas utilizadas no processo de soldagem.

Como o capacitor não possui terminais e também como resultado dos processos de soldagem utilizados, os componentes SMD, incluindo os capacitores, são expostos ao aumento de temperatura total da própria solda. Como resultado, nem todas as variedades estão disponíveis como capacitores SMD.

Os principais tipos de capacitores de montagem em superfície incluem: cerâmico, tântalo e eletrolítico. Todos eles foram desenvolvidos para suportar as altíssimas temperaturas que são experimentadas durante os processos de soldagem usados ​​para placas de circuito impresso de montagem em superfície.

Leia mais sobre . . . . capacitores de montagem em superfície.

Visão geral dos tipos de capacitores

Diferentes dielétricos, construção de capacitores e similares significam que diferentes tipos de capacitores provavelmente terão diferentes faixas de valores para as quais os capacitores desse tipo estão disponíveis.

a tabela abaixo visa resumir as faixas esperadas para diferentes tipos de capacitores.

Pode ser visto até mesmo na seleção dos tipos de capacitores mais comumente usados, que muitas formas estão disponíveis. Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens e, se for escolhido o correto para cada trabalho, ele pode funcionar muito bem em um circuito. É por esse motivo que, ao construir circuitos, é importante usar o tipo certo de capacitor. Se o tipo errado for usado, seu desempenho pode não ser o padrão necessário para o circuito.

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