Capacitores: prática


#1

Olá companheiros fazedores!

Estou buscando material teórico para incrementar meus protótipos de iniciante e aprender mais sobre a eletrônica na prática. Porém, uma dúvida persiste: apesar de eu saber a finalidade de uso de capacitores, quando é indicado utilizá-los? Ainda fico um pouco perdido ao montar meus esquemas e não tenho certeza de quando devo ou não incluí-los em meus (humildes) projetos.
Além disso, se não for pedir muito, como vocês escolhem o modelo de capacitor (de acordo com a sua capacidade) para um trecho de um circuito?

Abraço e obrigado!


#2

pavarinodu, os capacitores tem basicamente duas aplicações: Armazenar energia como fonte de energia e armazenar energia como fonte de informação, mas as vezes podemos fazer um mix entre elas.

Imagine por exemplo que você gostaria que seu circuito só começasse a funcionar depois que você energizou ele por mais de 1 segundo, como poderia ser feito?

Um jeito seria ligar um capacitor (atrelado a um resistor pra não carregar muito rápido) e, dependendo da capacidade dele e da resistência depois de +/- 1 segundo a tensão dele teria aumentado o suficiente para que o circuito começasse a funcionar.

Na prática a coisa é um pouco mais complicada, pois seria bom colocarmos um transistor ou um amp op para fazer com que enquanto o capacitor não atingisse um certo limite, como por exemplo 4.5v, a saída do transistor/amp op fosse 0 absoluto, e tão logo o capacitor chegasse a 4.5v a alimentação do circuito subiria como num passe de mágica. (O nome dessa demora pra um sinal subir/descer é slew rate, só pra constar)

Nesse caso não precisaríamos usar um capacitor muito grande, pois só queremos a informação, então basta passar um pouco de corrente (ou seja, usar um resistor alto) que um capacitor pequeno demoraria para chegar na tensão desejada.

Veja por exemplo a luz de cortesia dos carros, hoje em dia é bem comum que um carro após desligado mantenha a luz de cortesia acesa por alguns segundos, quem determina o tempo que o carro vai ficar com essa luz acesa é um capacitor na ECU, assim como o timing da luz de seta. Nesses casos o capacitor está sendo usado apenas como informação sobre o timing. (E em alguns carros esse timing já está sendo substituído por um microcontrolador.)

Outra coisa que ele faz é consumir energia que chega de forma abrupta, ou seja, um spike na tensão. Por isso é comum encontrarmos capacitores próximos à circuitos de alimentação.

Um outro exemplo é uma fonte com transformador: O capacitor segura a energia ofertada pela fonte entre uma onda e outra (quando vem a outra onda ela carrega o capacitor de volta, e enquanto ela não vem o aparelho ligado na fonte puxa energia do capacitor). Tem um vídeo no Youtube que pode te ajudar a entender isso: https://www.youtube.com/watch?v=r5naAGKo-Rc

Existem capacitores diferentes por que existem várias coisas a serem levadas em consideração, capacitância é obviamente a primeira coisa que se pensa, mas existem capacitores que podem ser carregados milhões de vezes por segundo enquanto outros apenas alguns milhares de vezes. Existem capacitores aonde a capacidade varia muito de acordo com a temperatura, outros que não aceitam temperaturas altas, outros que são mais baratos, outros que são bons mas explodem com facilidade se você sobrecarregar ele um pouquinho, etc, etc…


#3

@lint muito obrigado! Não poderia esperar por resposta melhor e mais adequada. Me ajudou demais. Espero obter tamanho conhecimento um dia :slight_smile:

Na prática, como você disse, é mais complicado mesmo (percebi isso após comparar o conteúdo de materiais teóricos e de vídeos práticos haha). Porém, algo ainda me incomoda: como determinar o capacitor adequado para o meu circuito?

Por exemplo: dado que eu quero utilizar um capacitor para manter a voltagem constante alimentando meu circuito (aplicação de “transformador”, como você citou); existe alguma fórmula para determinar a capacitância mínima da peça a ser empregada sendo que (supostamente) possuo os valores de tensão e corrente empregados?

Obrigado novamente pela atenção!


#4

Se pra um circuito você precisa de um capacitor rápido, que vá carregar/descarregar mais de 2000 vezes por segundo recomenda-se não utilizar um eletrolítico (eles funcionam bem até uns 10khz, pelo que dizem, nunca parei pra averiguar).

Se você for usar um capacitor por exemplo pra estabilizar o sinal de um cristal que oscila a 20mhz você não pode usar um capacitor grande por que vai desperdiçar energia a toa, então um capacitor cerâmico que é barato, fácil de achar e super rápido resolve, por outro lado ninguém usa tal capacitor pra segurar carga numa fonte, são propósitos totalmente diferentes, o maior capacitor cerâmico do mundo deve ter menos capacitância que o menor capacitor eletrolítico. Acho que o melhor jeito é simplesmente procurar no Google qual o capacitor adequado pro que você precisa.

A capacitância requerida em uma fonte depende de quanto de pico de corrente você quer que ela aguente (o chamado PMPO, dos aparelhos de som, manja?), se a carga puxar energia em picos é necessário uma boa capacitância, já se ela for constante provavelmente não precisa tanto.

Existem fórmulas pra você calcular o decaimento da tensão numa fonte, mas na prática ninguém perde tempo com isso (até por que isso só serve caso sua carga seja constante/previsível), procure uma fonte na internet e copie, se ao usar ela estiver oscilando (ripple) entre um pico e outro aumente a capacitância, não tem problema em se colocar um capacitor grande demais exceto pelo tamanho e o custo da fonte.

Na verdade quem elimina o ripple de uma fonte não é o capacitor, embora ele ajuda, é o regulador de tensão. Só se relaciona capacitância com ripple se você não usar um regulador de tensão, e só fonte excessivamente vagabunda pra não ter tal regulador. Veja o CI 7805 como exemplo de regulador de tensão.


#5

Ótimo! Valeu de novo, @lint!

Agora todas as minhas dúvidas foram sanadas :slight_smile:

Grande abraço!