ELETRONICA ANALOGICA I

Este é um método gráfico que permite que encontremos o ponto de funcionamento do díodo. É de notar que a recta de carga depende do circuito (VCC e RC) em que o díodo está inserido, enquanto que a curva característica é fornecida pelo fabricante.

Exemplo da determinação do ponto de funcionamento (Q) de um díodo

Capacitor Eletrolítico.

De todos os componentes eletrônicos, os capacitores eletrolíticos pouco evoluíram em relação ao princípio básico de funcionamento. Apesar de melhorias no que se refere as características mais críticas, eles ainda operam segundo os mesmos princípios eletroquímicos originais o que os torna particularmente sensíveis em qualquer projeto. Vejas neste artigo algumas das principais características dos capacitores eletrolíticos para que elas possam ser levadas em conta nos projetos mais críticos.

Capacitores são componentes que armazenam cargas elétricas.

Formados por dois condutores entre os quais é colocado um dielétrico, eles são especificados em Farads (F) e seus submúltiplos (microfarad, nanofarad e picofarad).

A figura 1 mostra a estrutura básica de um capacitor.

Figura1 – Estrutura básica de um capacitor

A quantidade de cargas que um capacitor pode armazenar é dada pela conhecida fórmula:

Q = C x.V

Onde:

Q é a quantidade de cargas (coulombs)

C é a capacitância (farads)

V é a tensão entre as armaduras (V)

Figura 3 – Eletrolíticos de tântalo e alumínio

Como o óxido necessita de um processo que envolve uma polarização, os capacitores eletrolíticos são componentes polarizados.

Na figura 4 temos a estrutura bastante aumentada de um capacitor de modo que o leitor perceba que a camada de dielétrico não é perfeitamente regular.

Figura 4 – Estrutura ampliada de um capacitor

Um capacitor real não representa apenas um capacitância para um circuito externo.

Na verdade ele possui elementos parasitas que se devem a resistência dos terminais, indutância do próprio material condutor que é enrolado, etc.

Assim, o circuito equivalente a um capacitor eletrolítico é o mostrado na figura 5.

Figura 5 – Circuito equivalente a um capacitor eletrolítico

A indutância em série é especialmente importante quando usamos os capacitores em circuitos de altas freqüências.

Por exemplo, essa indutância impede que esses componentes sejam usados de forma eficiente no desacoplamento de sinais de altas freqüências.

Construção

A figura 6 mostra uma vista em corte de um capacitor eletrolítico típico, para que o leito tenha uma idéia de como esse componente é fabricado.

Figura 6 – Vista em corte de um capacitor eletrolítico

Nessa figura temos a construção típica de um capacitor com terminais paralelos.

Especificações

A partir dessas informações iniciais, podemos passar às especificações dos capacitores eletrolíticos e o que elas significam.

a) Capacitância nominal

É a capacitância indicada no componente, ou seja, seu valor em Farads (submúltiplos).

b) Corrente de Fuga

Quando uma tensão DC é aplicada ao capacitor uma pequena corrente flui devido ao fato do dielétrico não ser um isolante perfeito e outros fatores, como umidade, características do invólucro, etc.

c) Tangente do Ângulo de Perda e Fator de Dissipação

Como um capacitor real não representa uma capacitância pura, mas possui uma resistência equivalente em série (ESR), operando em corrente alternada, temos uma defasagem corrente tensão, conforme o gráfico mostrado na figura 7, a qual é responsável por uma dissipação de potência.

Figura 7 – Perdas devido a ESR

A tangente do ângulo de perda (tg δ) é dada pela relação entre a ESR e a reatância capacitiva, Xc conforme a seguinte fórmula:

tg δ = ESR/Xc

O fator de dissipação, por outro lado pode ser calculado em função da ESR para se obter as perdas na sua resistência ohmica.

ESR = Tg δ / 2. δ x f x C

Onde:

f é a freqüência em Hz

C é a capacitância em farads

d) Faixa de Temperaturas de Operação

Trata-se de faixa de temperaturas ambiente para o qual o capacitor foi projetado para operar de modo contínuo.

e) Tensão de Trabalho

Trata-se da tensão DC máxima para a qual o capacitor foi projetado.

Essa tensão é dada pela soma da tensão DC com a tensão AC de pico aplicada ao capacitor.

f) Tolerância

Da mesma forma em que outros componentes, existe uma tolerância de valores que é a diferença máxima que pode haver entre o valor especificado e o valor encontrado de capacitância.

g) Tensão de Surto

Essa é uma aplicação importante quando o capacitor é usado em controles de potência e outros circuitos que estejam sujeitos a surtos de tensão.

Trata-se da tensão máxima DC que o capacitor pode ficar sujeito em temperaturas normais diretamente 30 segundos em intervalos não menores do que 5 minutos.

Normalmente