Capacitores Eletrolíticos

Segundo o site IBYTES (SD) o funcionamento dos capacitores é baseado na formação de um dielétrico de espessura com dimensão micrométrica na região da superfície de contato situada entre os dois materiais condutores. O processo consiste na aplicação de tensão constante nas duas placas do capacitor o que resultará na formação de uma camada extremamente fina, de 0,1 mm de espessura, de óxido de alumínio entre (na superfície de contato) o terminal de alumínio e o eletrólito (durante tal processo ele tem o papel de fornecer oxigênio para a reação química enquanto ela ocorre). Esta camada formada na superfície de contato entre as placas é o dielétrico. E ainda, a tensão entre os terminais positivo e negativo deve ser sempre positiva, isso deve ser assegurado pelas condições de funcionamento, já que se ela for negativa as propriedades do capacitor podem ter degradações irreversíveis, podendo até explodir.

De acordo com BRAGA (SD) o procedimento de aplicação da tensão nas placas condutoras é o processo de carregamento do capacitor. E para descarregá-lo é necessário, ligá-lo a um dispositivo que necessite da carga (energia) que ele dispõe, por exemplo lâmpadas de LED etc. A figura 1 ilustra esse fenômeno de carga e descarga.

               Figura 1: Carga e Descarga de um capacitor.

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               Fonte: BRAGA, SD.

MEHL (SD) indica que um capacitor eletrolítico possui os seguintes componentes: folha fina de Alumínio, camada finíssima de óxido de alumínio e um líquido condutor (eletrólito, que pode ser de vários elementos diferentes). A folha de Alumínio é chamada de primeira armadura e se constitui no terminal positivo do capacitor. Essa folha de alumínio passa por um tratamento eletroquímico chamada Oxidação Anódica, que produz uma camada finíssima de óxido de Alumínio, proporcional à tensão elétrica utilizada (ordem de 0,0012 mm/V). O óxido de Alumínio produzido é um excelente dielétrico, e mesmo nos capacitores (eletrolíticos) de maior tensão, essa camada diminui muito a distância entre as armaduras, passando a ser no máximo 0,7 mm; evidenciando o motivo dos capacitores eletrolíticos terem alta capacitância em pequeno volume, justamente a pequena espessura da camada dielétrica. O líquido que conduz corrente elétrica (eletrólito) é chamado de segunda armadura, e este entra em contato com a superfície do óxido de Alumínio. Com o propósito de melhorar o contato entre eles, embebe-se uma folha de papel no eletrólito e outra folha de Alumínio (sem tratamento eletroquímico), essa conhecida como “folha de catodo”; e assim é obtido o “terminal negativo” do capacitor eletrolítico.

Segundo MEHL (SD) dentre os componentes de um circuito eletrônico os capacitores eletrolíticos são os que possuem o menor tempo de vida operacional. Isso é possível de ser observado quando tomamos ciência da vida operacional de resistores, semicondutores e capacitores não eletrolíticos, já que esses têm um tempo de operação estimado acima dos 50 anos, o que para os capacitores eletrolíticos não se aplica, já que muito provavelmente se deteriorarão antes desse prazo. Há capacitores eletrolíticos caracterizados como “alta confiabilidade” pelos fabricantes, esses possuem uma vida operacional numa faixa de 10 anos; e os ditos “comuns” tem o seu tempo de vida praticamente limitado a 5 anos. Em uma manutenção eletrônica geralmente faz-se a troca de todos os capacitores eletrolíticos em equipamentos que sejam antigos. Um fator que influencia na vida operacional de capacitores é a temperatura a qual ocorre a operação, que sugere-se de ser mantida abaixo de 40°C. Para que o capacitor tenha uma vida útil maior é interessante que ele opere submetido a uma tensão muito menor que seu valor nominal, e de acordo com alguns fabricantes se a tensão aplicada for igual a 50% do valor nominal a vida operacional do capacitor pode dobrar.

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