Condensador

Também chamado de condensador, ele é um dispositivo de circuito elétrico que tem como função armazenar cargas elétricas e consequente energia eletrostática, ou elétrica. Ele é constituído de duas peças condutoras que são chamadas de armaduras. Entre essas armaduras existe um material que é chamado de dielétrico. Dielétrico é uma substância isolante que possui alta capacidade de resistência ao fluxo de corrente elétrica. A utilização dos dielétricos tem várias vantagens. A mais simples de todas elas é que com o dielétrico podemos colocar as placas do condutor muito próximas sem o risco de que eles entrem em contato. Qualquer substância que for submetida a uma intensidade muito alta de campo elétrico pode ser tornar condutor, por esse motivo é que o dielétrico é mais utilizado do que o ar como substância isolante, pois se o ar for submetido a um campo elétrico muito alto ele acaba por se tornar condutor.

Os capacitores são utilizados nos mais variados tipos de circuitos elétricos, nas máquinas fotográficas armazenando cargas para o flash, por exemplo. Eles podem ter o formato cilíndrico ou plano, dependendo do circuito ao qual ele está sendo empregado.

Capacitância

É denominada capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (V) existente entre as placas do capacitor, matematicamente fica da seguinte forma:

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de capacitância é o farad (F), no entanto essa é uma medida muito grande e que para fins práticos são utilizados valores expressos em microfarads (μF), nanofarads (nF) e picofarads (pF). A capacitância de um capacitor de placas paralelas, ao ser colocado um material dielétrico entre suas placas, pode ser determinado da seguinte forma:

Onde:

εo é a permissividade do espaço;

A é a área das placas;

d é a distância entre as placas do capacitor.

Energia no capacitor

Sabemos que um capacitor é capaz de armazenar cargas elétricas e, consequentemente, energia potencial elétrica. Uma maneira de se determinar essa energia potencial é utilizar um método gráfico. Pela equação que se encontra na figura 4, monta-se um gráfico da diferença de potencial U pela carga acumulada no capacitor Q. Concluída a construção do gráfico, determina-se a área entre a reta do gráfico e o eixo da diferença de potencial.

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Observe que o gráfico resultou numa reta, pois a relação entre U e Q é dada por uma equação do primeiro grau.

Uma aplicação muito simples do capacitor se encontra no flash de máquinas fotográficas. Observe que, ao se ligar o flash, uma luz vermelha leva um certo tempo até acender. Durante o acendimento dessa luz, o capacitor está sendo carregado. Quando a luz está acesa, o flash está pronto para ser disparado. Um fato interessante é que, mesmo depois de desligado, se você apertar o botão disparador do flash, ele irá funcionar. Isso se explica de maneira bem simples. Apesar do desligamento do aparelho, o capacitor continua carregado.

Figura 1 Capacitor Eletrolítico 220uF x 6,3V

Tolerância: +/- 20%

Temperatura: 105 Graus

Tamanho: 6mm x 6mm

Peso: 0.0004 Kg

NCM: 85322200

R$ 0,15 a unidade

Capacitor Eletrolitico 6800uF x 63V

Temperatura: 85 Graus

Tolerancia: 20%

Dimensões: 25x40mm

Peso: 0.0100 Kg

NCM: 85322200

R$ 5,19 aunidade

Os capacitores podem ser associados visando uma capacitância específica. As associações podem ser de três formas específicas; Série, paralela, mista

Associação de Capacitores em Série

Na associação em série a armadura negativa do capacitor está ligada a armadura positiva do capacitor seguinte. Quando os capacitores são ligados em série a carga da associação é igual para todos os capacitores.

Q=constante

Portanto a diferença de potencial elétrico é expressa em cada capacitor por;

Se, C=Q/V

Isolando “V”,temos que;

U1=Q/C1

U2=Q/C2

U3=Q/C3

...

Como U=U1+U2+U3, percebemos que Q/Ceq = (Q/C1) + (Q/C2) + (Q/C3)

Portanto a capacitância equivalente (Ceq) é dada por

1/Ceq=1/C1+1/C2+1/C3 +.... 1/Cn

Abaixo demonstraremos um exercício prático dessa associação em série.

1) Três capacitores