Como determinar o tipo de capacitor

Atualmente, existem muitos tipos diferentes de capacitores no mercado de componentes eletrônicos, e cada tipo tem suas próprias vantagens e desvantagens. Alguns são capazes de operar em altas tensões, outros são notáveis ​​por capacitância significativa, outros têm uma indutância baixa e alguns são caracterizados por uma corrente de vazamento excepcionalmente baixa. Todos esses fatores determinam a aplicação de tipos específicos de capacitores.

Considere quais são os tipos de capacitores. Em geral, existem muitos deles, mas aqui consideraremos os principais tipos populares de capacitores e descobriremos como determinar esse tipo.

Capacitores eletrolíticos de alumínio, por exemplo, K50-35 ou K50-29, consistem em duas tiras finas de alumínio torcidas em um rolo, entre as quais o papel impregnado de eletrólito é colocado como dielétrico. O rolo é colocado em um cilindro de alumínio vedado, em uma das extremidades (tipo radial da carcaça) ou em duas extremidades (tipo axial da carcaça) são os condutores de contato. As conclusões podem ser soldadas ou parafusadas.

A capacitância dos capacitores eletrolíticos é medida por microfarads e pode variar de 0,1 microfarads a 100.000 microfarads. Uma capacidade significativa de capacitores eletrolíticos, em comparação com outros tipos de capacitores, é sua principal vantagem. A tensão máxima de operação dos capacitores eletrolíticos pode atingir 500 volts. A tensão máxima de operação permitida, bem como a capacitância do capacitor, são indicadas em seu alojamento.

Esse tipo de capacitor também tem desvantagens. O primeiro dos quais é polaridade. No caso do capacitor, o terminal negativo é marcado com um sinal de menos, este terminal deve estar presente quando o capacitor no circuito operar com um potencial menor do que o outro, ou o capacitor não conseguir acumular carga normalmente e provavelmente explodirá ou será danificado em qualquer caso, se demorar muito tempo mantenha-o energizado com a polaridade errada.

É devido à polaridade que os capacitores eletrolíticos são aplicáveis ​​apenas em circuitos de corrente direta ou pulsante, mas não diretamente em circuitos de corrente alternada, apenas a tensão retificada pode carregar capacitores eletrolíticos.

A segunda desvantagem desse tipo de capacitor é a alta corrente de fuga. Por esse motivo, não será possível usar um capacitor eletrolítico para armazenamento de carga a longo prazo, mas é bastante adequado como elemento filtrante intermediário no circuito ativo.

A terceira desvantagem é que a capacitância desse tipo diminui com o aumento da frequência (corrente de ondulação), mas esse problema é resolvido instalando nas placas paralelas ao capacitor eletrolítico um capacitor cerâmico de capacidade relativamente pequena, geralmente 10.000 a menos do que o eletrolítico adjacente.

Veja aqui para mais detalhes: Capacitores eletrolíticos

Agora vamos falar sobre capacitores de tântalo. Um exemplo é K52-1 ou smd A. Eles são baseados em pentóxido de tântalo. A conclusão é que, quando o tântalo é oxidado, é formada uma película densa de óxido não condutora, cuja espessura pode ser tecnologicamente controlada.

Um capacitor de tântalo de estado sólido consiste em quatro partes principais: ânodo, dielétrico, eletrólito (sólido ou líquido) e cátodo. A cadeia de produção é bastante complicada. Primeiro, um ânodo é criado a partir de pó de tântalo prensado puro, que é sinterizado em alto vácuo a uma temperatura de 1300 a 2000 ° C para obter uma estrutura porosa.

Então, por oxidação eletroquímica, um dielétrico é formado no ânodo na forma de um filme de pentóxido de tântalo, cuja espessura é controlada pela alteração da tensão durante a oxidação eletroquímica, como resultado, a espessura do filme é obtida de apenas centenas a milhares de angstroms, mas o filme tem uma estrutura que fornece alta resistência elétrica.

O próximo estágio é a formação de um eletrólito, que é um dióxido de manganês semicondutor. O ânodo poroso do tântalo é impregnado com sais de manganês, depois é aquecido para que o dióxido de manganês apareça na superfície; o processo é repetido várias vezes até que a cobertura total seja obtida. A superfície resultante é coberta com uma camada de grafite e depois a prata é aplicada - um cátodo é obtido. A estrutura é então colocada em um composto.

Os capacitores de tântalo são semelhantes em propriedades aos eletrolíticos de alumínio, mas possuem características. Sua voltagem de operação é limitada a 100 volts, a capacitância não excede 1000 microfarads, sua própria indutância é menor; portanto, os capacitores de tântalo são usados ​​em altas frequências atingindo centenas de quilohertz.

Sua desvantagem é que eles são extremamente sensíveis a exceder a tensão máxima permitida; por esse motivo, os capacitores de tântalo falham com mais freqüência devido à quebra. Uma linha no corpo do capacitor de tântalo indica um eletrodo positivo - ânodo. Os capacitores de chumbo ou tântalo SMD podem ser encontrados nas modernas placas de circuito impresso de muitos dispositivos eletrônicos.

Capacitores de disco cerâmico de camada única, por exemplo, os tipos K10-7V, K10-19, KD-2, são caracterizados por uma capacidade relativamente grande (de 1 pF a 0,47 microfarads) com tamanhos pequenos. Sua tensão operacional varia de 16 a 50 volts. Suas características: baixas correntes de fuga, baixa indutância, o que lhes permite operar em altas frequências, além de tamanho pequeno e estabilidade de alta temperatura da capacitância. Esses capacitores operam com sucesso em circuitos de corrente contínua, contínua e de ondulação.

A perda tangencial tanδ geralmente não excede 0,05, e a corrente máxima de fuga não excede 3 μA. Os capacitores de cerâmica são estáveis ​​em fatores externos, como vibração com frequência de até 5000 Hz com aceleração de até 40 g, choques mecânicos repetidos e cargas lineares.

Os capacitores de disco cerâmico são amplamente utilizados na suavização de filtros de fontes de alimentação, na interferência de filtragem, em circuitos de comunicação entre estágios e em quase todos os dispositivos eletrônicos.

A marcação na carcaça do capacitor indica sua classificação. Três números são decifrados da seguinte maneira. Se você multiplicar os dois primeiros dígitos por 10 à potência do terceiro dígito, obtém o valor da capacitância desse capacitor em pf. Assim, um capacitor rotulado 101 tem uma capacitância de 100 pF e um capacitor rotulado 472 tem 4,7 nF.

Capacitores de cerâmica multicamada, por exemplo, K10-17A ou K10-17B, ao contrário dos de camada única, têm camadas finas alternadas de cerâmica e metal em sua estrutura. Sua capacidade é, portanto, maior do que a de camada única e pode facilmente atingir várias microfarads. A tensão máxima também é limitada aqui a 50 volts. Capacitores desse tipo são capazes, como os de camada única, de funcionar adequadamente em circuitos de corrente contínua, contínua e pulsante.

Capacitores de cerâmica de alta tensão capaz de trabalhar em alta tensão de 50 a 15000 volts. Sua capacitância situa-se na faixa de 68 a 100 nF, e esses capacitores podem operar em circuitos de corrente DC, CA ou pulsante.

Eles podem ser encontrados em filtros de linha como capacitores X / Y, bem como em circuitos de fonte de alimentação secundária, onde são usados ​​para eliminar a interferência no modo comum e a absorção de ruído, se o circuito for de alta frequência. Às vezes, sem o uso desses capacitores, a falha do dispositivo pode comprometer a vida das pessoas.

Um tipo especial de capacitor de cerâmica de alta tensão é capacitor de pulso de alta tensãousado para modos de pulso poderosos. Um exemplo desses capacitores de cerâmica de alta tensão são os K15U, KVI e K15-4 domésticos. Esses capacitores são capazes de operar em tensões de até 30.000 volts, e pulsos de alta tensão podem seguir em altas frequências, até 10.000 pulsos por segundo. A cerâmica fornece propriedades dielétricas confiáveis, e o formato especial do capacitor e a disposição das placas evitam a quebra do lado de fora.

Tais capacitores são muito populares como circuitos em equipamentos de rádio de alta potência e são muito bem-vindos, por exemplo, com teslostroiteley (para projeto Bobinas de Tesla em uma lacuna de faísca ou em lâmpadas - SGTC, VTTC).

Capacitores de poliéster (tereftalato de polietileno, lavsan), por exemplo, K73-17 ou CL21, com base em um filme metalizado, são amplamente utilizados na comutação de fontes de alimentação e reatores eletrônicos. Seu estojo feito de composto epóxi fornece aos capacitores resistência à umidade, resistência ao calor e os torna resistentes a ambientes e solventes agressivos.

Os capacitores de poliéster estão disponíveis em capacidades de 1 nF a 15 microfarads e são projetados para tensões de 50 a 1500 volts. Eles se distinguem pela estabilidade de alta temperatura com alta capacidade e tamanho pequeno. O preço dos capacitores de poliéster não é alto, por isso são muito populares em muitos dispositivos eletrônicos, especialmente em reatores de lâmpadas economizadoras de energia.

A marcação do capacitor contém no final uma letra indicando a tolerância para o desvio da capacitância da nominal, bem como uma letra e um número no início da marcação, indicando a tensão máxima permitida, por exemplo 2A102J - capacitor para uma tensão máxima de 100 volts, capacidade de 1 nF, desvio de capacitância + -5% . As tabelas de rotulagem podem ser facilmente encontradas na Internet.

Uma ampla variedade de capacitâncias e tensões possibilita o uso de capacitores de poliéster em circuitos de corrente contínua, contínua e pulsada.

Capacitores de polipropileno, por exemplo, K78-2, diferentemente do poliéster, possui um filme de polipropileno como isolante. Capacitores desse tipo estão disponíveis em capacidades de 100 pF a 10 microfarads e a tensão pode chegar a 3000 volts.

A vantagem desses capacitores não é apenas uma alta voltagem, mas também uma tangente de perda extremamente baixa, pois o tanδ não pode exceder 0,001. Tais capacitores são amplamente utilizados, por exemplo, em aquecedores por indução e podem operar em frequências medidas por dezenas ou mesmo centenas de quilogramas.

Merecem menção especial capacitores de polipropileno de partidacomo o CBB-60. Esses capacitores são usados ​​para iniciar os motores de indução CA. Eles são enrolados com um filme de polipropileno metalizado em um núcleo de plástico e, em seguida, o rolo é preenchido com um composto.

A carcaça do capacitor é feita de um material que não suporta combustão, ou seja, o capacitor é completamente à prova de fogo e é adequado para uso em condições adversas. As conclusões podem ser com fio ou sob os terminais e sob o parafuso. Obviamente, capacitores desse tipo são projetados para operar com uma frequência de rede industrial.

Os capacitores de partida estão disponíveis para tensão alternada de 300 a 600 volts, e a faixa de capacidades típicas é de 1 a 1000 microfarads.

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