Capacitores são encontrados em quase todos os dispositivos eletrônicos e atendem a várias aplicações essenciais no projeto de circuitos. Os capacitores oferecem opções flexíveis de filtro, redução de ruído, armazenamento de energia e recursos de detecção para projetistas, entre outros usos.
Neste guia, vamos dar uma olhada na variedade de usos de capacitores em produtos e equipamentos eletrônicos.
Para que são usados os capacitores?
Combinado com resistores, os capacitores são frequentemente usados como o principal elemento de filtros seletivos de frequência. Os designs e topologias de filtros disponíveis são numerosos. Eles podem ser adaptados para frequência e desempenho selecionando os valores e a qualidade dos componentes adequados. Os tipos de designs de filtro incluem:
- Filtro passa- altas
- Filtro Passa Baixa
- Filtro de passagem de banda
- Filtro de Parada de Banda
- Filtro de entalhe
- Filtro de passagem total
- Filtro de Equalização
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Capacitores desempenham um papel crítico na operação da eletrônica digital, protegendo microchips sensíveis de ruído no sinal de alimentação. Este ruído pode causar comportamentos anormais. Os capacitores usados nesta aplicação são chamados de capacitores de desacoplamento. Esses capacitores devem ser colocados perto de cada microchip para serem eficazes porque os traços do circuito agem como antenas e captam o ruído do ambiente ao redor. Capacitores de desacoplamento e by-pass também são usados em qualquer área de um circuito para reduzir o impacto geral do ruído elétrico.
Acoplamento ou Capacitores de Bloqueio CC
Capacitores podem passar sinais CA enquanto bloqueiam CC e podem ser usados para separar os componentes CA e CC de um sinal. O valor do capacitor não precisa ser preciso ou exato para o acoplamento. No entanto, deve ser um valor alto, pois a reatância do capacitor determina o desempenho em aplicações de acoplamento.
Capacitores Snubber
Em circuitos onde uma carga de alta indutância é acionada, como um motor ou transformador, grandes picos de energia transientes podem ocorrer quando a energia armazenada na carga indutiva é descarregada repentinamente. Esta descarga pode danificar componentes e contatos.
A aplicação de um capacitor pode limitar ou atenuar o pico de tensão no circuito, tornando a operação mais segura e o circuito mais confiável. O uso de uma técnica de snubbing em circuitos de baixa potência evita que os picos criem interferência de frequência de rádio indesejável. Essa interferência gera comportamento anômalo nos circuitos e dificulta a obtenção da certificação e aprovação do produto.
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Capacitores são baterias pequenas que oferecem capacidades únicas de armazenamento de energia além daquelas das baterias de reação química. Quando é necessária muita energia em um curto período de tempo, grandes capacitores e bancos de capacitores são uma opção superior para muitas aplicações. Bancos de capacitores armazenam energia para aplicações como lasers pulsados, radares, aceleradores de partículas e canhões ferroviários. Uma aplicação comum do capacitor de energia pulsada é no flash de câmeras descartáveis, que é carregado e rapidamente descarregado através do flash, fornecendo um grande pulso de corrente.
Aplicações de circuitos ressonantes ou sintonizados
Enquanto resistores, capacitores e indutores fazem filtros, certas combinações podem resultar em ressonância amplificando o sinal de entrada. Esses circuitos amplificam os sinais na frequência ressonante, criam uma alta tensão a partir de entradas de baixa tensão e são usados como osciladores e filtros sintonizados. Em circuitos ressonantes, deve-se tomar cuidado para selecionar componentes que possam sobreviver às tensões que cada componente vê através dele, ou ele falhará rapidamente.
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O sensoriamento capacitivo tornou-se recentemente um recurso comum em dispositivos eletrônicos de consumo avançados. No entanto, os sensores capacitivos são usados há décadas em várias aplicações para posições, umidade, nível de fluido, controle de qualidade de fabricação e aceleração. A detecção capacitiva funciona detectando uma mudança na capacitância do ambiente local através de uma mudança no dielétrico - uma mudança na distância entre as placas do capacitor, ou uma mudança na área de um capacitor.
Segurança do capacitor
Como componentes de armazenamento de energia, os capacitores podem armazenar quantidades perigosas de energia. Esse alto nível de energia pode causar choques elétricos fatais e danificar equipamentos mesmo quando um capacitor é desconectado da energia por um período considerável de tempo. Por esse motivo, é sempre uma boa ideia descarregar os capacitores antes de trabalhar em equipamentos elétricos.
Capacitores eletrolíticos são propensos a falhar violentamente sob certas condições, especialmente se a tensão em um capacitor eletrolítico polarizado for invertida. Capacitores usados em aplicações de alta potência e alta tensão também podem falhar violentamente à medida que os materiais dielétricos se quebram e vaporizam.
