capacitores elétricos

Capacitores elétricos são um meio de acumular eletricidade em um campo elétrico. Aplicações típicas para capacitores elétricos são filtros de suavização em fontes de alimentação, circuitos de comunicação interestágio em amplificadores CA, filtragem de ruído em trilhos de energia para equipamentos eletrônicos, etc.

As características elétricas do capacitor são determinadas pelo seu projeto e pelas propriedades dos materiais utilizados.

Ao escolher um capacitor para um determinado dispositivo, as seguintes circunstâncias devem ser consideradas:

a) o valor necessário da capacitância do capacitor (μF, nF, pF),

b) a tensão de trabalho do capacitor (o valor máximo da tensão na qual o capacitor pode funcionar por muito tempo sem alterar seus parâmetros),

c) a precisão necessária (possível dispersão dos valores de capacitância do capacitor),

d) coeficiente de capacidade de temperatura (dependência da capacidade do capacitor da temperatura ambiente),

e) estabilidade do capacitor,

f) a corrente de fuga dielétrica do capacitor na tensão nominal e uma dada temperatura.(A resistência dielétrica do capacitor pode ser especificada.)

As Tabelas 1 a 3 mostram as principais características dos diferentes tipos de capacitores.

Tabela 1. Características dos capacitores de filme cerâmico, eletrolítico e metalizado

Parâmetro do capacitor Tipo de capacitor Cerâmico Eletrolítico baseado em película metalizada Faixa de capacitância do capacitor 2,2 pF a 10 nF 100 nF a 68 μF 1 μF a 16 μF Precisão (possível dispersão dos valores de capacitância do capacitor), % ±10 e ±20 -10 e +50 ± 20 Tensão operacional dos capacitores, V 50 — 250 6,3 — 400 250 — 600 Estabilidade do capacitor Suficiente Ruim Suficiente Faixa de temperatura ambiente, OS -85 a +85 -40 a +85 -25 a +85

Tabela 2. Características dos capacitores de mica e capacitores à base de poliéster e polipropileno

Parâmetro do capacitor Tipo de capacitor Mica Baseado em poliéster Baseado em polipropileno Faixa de capacitância do capacitor 2,2 pF a 10 nF 10 nF a 2,2 μF 1 nF a 470 nF Precisão (possível dispersão dos valores de capacitância do capacitor), % ±1 ±20 ±20 Tensão operacional dos capacitores, V 350 250 1000 Estabilidade do capacitor Excelente bom bom Faixa de temperatura ambiente, OS -40 a +85 -40 a +100 -55 a +100

Tabela 3. Características dos capacitores de mica à base de policarbonato, poliestireno e tântalo

Parâmetro do capacitor

Tipo de condensador

Com base em policarbonato

Com base em poliestireno

Baseado em tântalo

Faixa de capacidade do capacitor 10 nF a 10 μF 10 pF a 10 nF 100 nF a 100 μF Precisão (possível dispersão dos valores de capacidade do capacitor), % ±20 ±2,5 ±20 Tensão operacional dos capacitores, V 63 — 630 160 6,3 — 35 Estabilidade do capacitor Faixa de temperatura ambiente excelente, boa e suficiente, OS -55 a +100 -40 a +70 -55 a +85

Capacitores cerâmicos são usados ​​em circuitos de desacoplamento, capacitores eletrolíticos também são usados ​​em circuitos de desacoplamento e filtros de suavização, e capacitores de filme metalizado são usados ​​em fontes de alimentação de alta tensão.

Capacitores de mica usados ​​em dispositivos de reprodução de som, filtros e osciladores. Capacitores de poliéster são capacitores de uso geral e capacitores de polipropileno usados ​​em circuitos de tensão CC.

Capacitores de policarbonato são usados ​​em filtros, osciladores e circuitos de temporização. Capacitores de poliestireno e tântalo também são usados ​​em circuitos de sincronização e separação. Eles são considerados capacitores de uso geral.

Pequenas notas e dicas para trabalhar com capacitores

Você deve sempre lembrar que as tensões de operação dos capacitores devem diminuir com o aumento da temperatura ambiente e, para garantir alta confiabilidade, é necessário criar uma grande reserva de tensão.

Se a tensão operacional contínua máxima do capacitor for especificada, isso se refere à temperatura máxima (a menos que especificado de outra forma). Portanto, os capacitores sempre operam com uma certa margem de segurança. no entanto, é necessário garantir sua tensão real de trabalho no nível de 0,5-0,6 do valor permitido.

Se o capacitor tiver um certo limite de tensão CA, isso se refere a uma frequência de (50-60) Hz. Para frequências mais altas ou no caso de sinais pulsados, a tensão de operação deve ser ainda mais reduzida para evitar o superaquecimento dos dispositivos devido a perdas dielétricas.

Grandes capacitores com baixas correntes de fuga podem manter a carga acumulada por muito tempo após o equipamento ser desligado. Para garantir maior segurança, um resistor de 1 MΩ (0,5 W) deve ser conectado em paralelo ao capacitor no circuito de descarga.

Em circuitos de alta tensão, os capacitores são freqüentemente usados ​​em série. Para equalizar as tensões neles, você precisa conectar um resistor com resistência de 220k0m a 1 MΩ em paralelo a cada capacitor.

Arroz. 1 Usando resistores para equalizar as tensões do capacitor

Os capacitores de passagem de cerâmica podem operar em frequências muito altas (acima de 30 MHz)… Eles são instalados diretamente na caixa do dispositivo ou em uma tela de metal.

Os capacitores eletrolíticos não polares têm capacidade de 1 a 100 μF e são projetados para r.m.s. tensão 50 V. Além disso, eles são mais caros que os capacitores eletrolíticos convencionais (polares).

Ao escolher um capacitor para um filtro de energia, você precisa prestar atenção à amplitude do pulso da corrente de carga, que pode exceder significativamente o valor permitido…. Por exemplo, para um capacitor com capacidade de 10.000 μF, essa amplitude não excede 5 A.

Ao usar um capacitor eletrolítico como capacitor de desacoplamento, é necessário determinar corretamente a polaridade de sua inclusão... A corrente de fuga deste capacitor pode afetar o modo do estágio do amplificador.

Na maioria das aplicações, os capacitores eletrolíticos são intercambiáveis... Você só precisa prestar atenção ao seu valor de tensão de operação.

O chumbo na camada externa de capacitores de poliestireno geralmente é marcado com uma cor. Deve ser conectado ao ponto comum do circuito.

Em altas frequências, a resistência das indutâncias parasitas do capacitor aumenta, o que piora suas características. A Figura 2 mostra um circuito equivalente de capacitor simplificado, levando em consideração a indutância das entradas.

Arroz.2 Circuito equivalente de um capacitor elétrico de alta frequência

Código de cores do capacitor

No caso da maioria dos capacitores, sua capacidade nominal e tensão operacional são listadas. No entanto, também há codificação de cores.

Alguns capacitores são marcados com uma inscrição de duas linhas. A primeira linha mostra sua capacidade (pF ou μF) e precisão (K = 10%, M — 20%). A segunda linha mostra a tensão CC permitida e o código do material dielétrico.

Os capacitores cerâmicos monolíticos são marcados com um código de três dígitos, o terceiro dígito indica quantos zeros devem ser adicionados aos dois primeiros para obter a capacidade em picofarads.

Um código de cores que indica a classificação de um capacitor (288kb)

Um exemplo. O que significa o código do capacitor 103? O código 103 significa que você precisa atribuir três zeros ao número 10, para obter a capacitância do capacitor - 10.000 pF.

Um exemplo. O capacitor é rotulado como 0,22 / 20 250. Isso significa que o capacitor tem uma capacitância de 0,22 μF ± 20% e foi projetado para uma tensão constante de 250 V.