Capacitores Eletrolíticos
Foi abordado em um outro artigo aqui no blog sobre os capacitores cerâmicos e de poliéster em Capacitores Cerâmicos e de Poliéster, focaremos agora nos capacitores eletrolíticos. Eles são muito comuns nos equipamentos eletrônicos, e são recomendados especificamente para circuitos de baixa e média frequência.
Aqui neste artigo será abordado o seguinte:
- quais os tipos de capacitores eletrolíticos;
- onde são usados e quais as suas principais características;
- como ler os seus códigos;
- em que valores os eletrolíticos são encontrados nos equipamentos comuns;
- como suas características variam conforme a temperatura.
Capacitores Eletrolíticos
Os capacitores eletrolíticos formam uma categoria de componentes de grande utilidade. Quando, em um equipamento, a substituição de um capacitor danificado se faz necessária, é preciso saber se um capacitor eletrolítico pode ser usado, ou quais devem ser as características do substituto, a fim de não comprometer o bom funcionamento do equipamento.
De forma idêntica é preciso estar apto a interpretar os códigos de marcação, assim como outras especificações que os capacitores eventualmente tenham.
Como são Construídos os Eletrolíticos
Se uma substância líquida condutora de eletricidade denominada eletrólito entrar em contato com uma placa de alumínio , ocorre uma reação química que forma sobre a placa uma finíssima capa de material isolante.
Nessas condições, o eletrolítico pode ser considerado a armadura de um capacitor, a placa de alumínio a outra armadura e a finíssima camada de óxido o dielétrico.
Como a capacitância de um capacitor é tanto maior quanto menor for a espessura do dielétrico e maior a sua constante dielétrica, essa técnica possibilita que se fabriquem componentes de capacitâncias muito altas.
Os capacitores fabricados de acordo com esse princípio são denominados “eletrolíticos”, justamente por se basearem na ação química de um eletrólito sobre uma superfície de metal.
Tipos
Os tipos mais comuns de capacitores eletrolíticos são os de alumínio e tântalo (figura abaixo).
Esses capacitores podem ser encontrados na faixa de capacitância que vai de 1 uF a mais de 500.000 uF. Como a película que forma a camada de dielétrico é muito fina, eles são indicados para trabalhar com tensões relativamente baixas. Podemos encontrar os eletrolíticos com tensões de trabalho na faixa de 1,5 a 500 volts.
Polaridade
Os capacitores eletrolíticos, diferentemente de muitos outros tipos, são polarizados. A armadura metálica deve ser sempre carregada com carga positiva e o eletrolítico com carga negativa. Se houver inversão, o dielétrico perde suas propriedades, permitindo a circulação de uma corrente que o destrói. O capacitor “entra em curto”, não mais podendo ser usado. Por isso os capacitores eletrolíticos possuem marcação de polaridade, conforme mostrado na imagem abaixo.
Ao usar um capacitor eletrolítico, é preciso sempre observar sua polaridade, a fim de evitar a sua queima.
Eletrolíticos de Tântalo
O tântalo é um metal cujo óxido possui uma constante dielétrica muito maior do que a do óxido de alumínio. Isso significa que usando com o tântalo a mesma tecnologia de fabricação dos eletrolíticos de alumínio, podemos obter capacitores muito menores ou com capacitâncias muito altas.
O ideal seria sempre usar os capacitores de tântalo, mas infelizmente eles são mais caros que os de alumínio, o que acaba por limitar o seu uso. Apenas nos casos em que necessita de altas capacitâncias ocupando pouco espaço é que eles são empregados.
Atualmente já se pode fabricar capacitores eletrolíticos também de um outro metal cujo óxido tem elevadíssima constante dielétrica: o nióbio. No entanto, as aplicações destes capacitores ainda são limitadas.
Uso dos Capacitores Eletrolíticos
Com capacitores eletrolíticos, podemos obter capacitâncias elevadas e tensões de trabalho até relativamente altas, mas existem algumas propriedades adicionais que limitam a sua utilização. Na prática , muitos desses capacitores são formados por um papel embebido no eletrólito e posto em contato com uma folha de alumínio.
Esta construção faz com que o capacitor se comporte como uma verdadeira “bobina” (que veremos mais adiante), o que é indesejável para algumas aplicações. Assim, além de só poderem ser usados em circuitos que tenham polaridade definida, ou seja, circuitos de corrente contínua, eles não podem ser usados em circuitos de altas frequências.
É nos circuitos de baixas e médias frequências que eles são geralmente utilizados. Encontramos os capacitores eletrolíticos em funções tais como a filtragem de correntes de fontes, circuitos de som (saída de amplificadores, por exemplo) e outros onde não existem sinais de alta frequência sobre estes componentes.
Valores dos Capacitores Eletrolíticos
Os capacitores eletrolíticos de alumínio são componentes relativamente grandes, por isso podem ter seus valores (capacitâncias) e tensões gravados diretamente nos seus invólucros.
Já os capacitores de tântalo são componentes muito pequenos, para os quais é adotada uma codificação que faz uso de faixas e pintas coloridas, semelhantes à dos demais capacitores e outros componentes eletrônicos.
Nos capacitores de tântalo temos um conjunto de três faixas, sendo uma pinta para a capacitância, uma pinta para a tolerância e uma pinta para a tensão de trabalho, conforme mostrado na tabela abaixo.
| Cor | Tensão | 1º Dígito | 2º Dígito | Multiplicador |
|---|---|---|---|---|
| Preto | 4 | 0 | 0 | - |
| Marrom | 6 | 1 | 1 | - |
| Vermelho | 10 | 2 | 2 | - |
| Laranja | 15 | 3 | 3 | - |
| Amarelo | 20 | 4 | 4 | 10.000 |
| Verde | 25 | 5 | 5 | 100.000 |
| Azul | 35 | 6 | 6 | 1.000.000 |
| Violeta | 50 | 7 | 7 | 10.000.000 |
| Cinza | - | 8 | 8 | - |
| Branco | 3 | 9 | 9 | - |
Na imagem abaixo temos o modo como é feita a marcação.
Por exemplo, um capacitor com a pinta prateada, faixas de valor vermelha e azul e pinta de tensão violeta tem: 22.000.000 pF ou 22 uF, tolerância de 10% e tensão de trabalho de 50 V.
Relembrando o que for abordado neste artigo
- Capacitores eletrolíticos são usados preferencialmente em circuitos de corrente contínua e baixa frequência.
- Os capacitores eletrolíticos são componentes polarizados.
- As principais especificações dos capacitores eletrolíticos são a capacitância e a tensão de trabalho.
- Existe três tipos de capacitores eletrolíticos: alumínio, tântalo e nióbio.
- Os capacitores de tântalo têm a marcação por um código de cores.
Algumas perguntas e respostas com temas ligado ao conteúdo
Por que os capacitores eletrolíticos possuem uma borracha em um dos lados?
A borracha funciona como uma válvula de segurança, evitando que ele exploda com violência em caso de algum problema de funcionamento, como, por exemplo, inversão de polaridade ou sobretensão.
Que tipos de defeito ocorrem como os capacitores eletrolíticos?
Os defeitos dos capacitores eletrolíticos são um pouco diferentes dos que ocorrem com os outros tipos. Um deles é que o capacitor entra em curto quando a camada de óxido perde sua isolação ( o que pode ocorrer com a inversão da polaridade ou com a tensão excessiva). Outro problema é a perda da capacitância quando o eletrolítico resseca. Isso pode ocorrer após um determinado tempo de uso, ou seja, conforme a vida útil do componente. Temos também as fugas, quando um pequena corrente pode passar pelo dielétrico, não havendo portanto um isolamento perfeito.
Como estar um capacitor eletrolítico de alumínio ou tântalo?
Podemos medir sua capacitância com um instrumento apropriado, chamado capacímetro. Outra forma de se testar o capacitor é simplesmente verificar se ele está em curto ou, ainda, se ele apresenta fugas. Para isso, podemos usar um multímetro comum.
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Referências: Tecset Eletrônica
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