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  Conhecendo capacitores
Capacitor, antigamente chamado condensador, é um componente que armazena energia num campo elétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica. (definição segundo a wikipédia)
Não pretendo falar sobre exatamente o que um capacitor, como ele funciona e sua física envolvida. Esta pagina tem o caráter didático de exemplificar alguns dos tipos de capacitores encontrados e como você lida com a leitura de seus valores. Visto que em alguns tipos de capacitores, existe uma BAITA confusão, até mesmo entre os mais experientes. E já deixo de aviso, caso eu mesmo cometa algum erro, não se acanhe em me corrigir.
Esta pagina é um apanhando de várias pesquisas feitas no próprio google, e meus conhecimentos sobre capacitores. Pode conter algum erro, se encontrar não se acanhe em me corrigir.
 Diversos tipos de capacitores que tenho no meu.... ahm... estoque.  Sobre a unidade Farad.
Capacitores tem o seu valor especificado em Farads que é a unidade básica, mas por conveniência e facilidade na representação numérica é mais comum se utilizar de submúltiplos dessa unidade básica.
Em eletrônica os submúltiplos mais usados são:
A conversão entre um submúltiplo e outro é muito simples.
Imaginemos um capacitor de 100000pF. concorda que é um numero muito grande para gravar no corpo de um capacitor? A solução é puxar a "virgula" três casas para a esquerda e subir um submúltiplo (Obs.: dividir um valor por 1000 tem o efeito de puxar a virgula em 3 casas a esquerda). Assim sendo este mesmo capacitor pode ser grafado como 100nF. Mas em alguns caso, com este valor pode acontecer uma simplificação maior ainda. Então basta deslocar a "virgula" mais 3 casas a esquerda e subir mais uma unidade. Assim sendo o mesmo capacitor de 100000pf também pode ser representado como 0,1µF
De uma forma bem sucinta a tabela abaixo exemplifica melhor: Bom, vamos falar dos capacitores em si, vamos começar pelos tipos mais comuns e conhecidos. Sempre irei fazer um recorte da foto acima, e ao lado o texto correspondente. Começando...
Capacitor Cerâmico.
Certamente o tipo mais comum e conhecido deles. O capacitor cerâmico de disco ou mais simplesmente chamado de capacitor cerâmico, consiste basicamente em um disco de cerâmica, com uma fina camada metálica em cada uma de suas faces, geralmente esta camada metálica é uma deposição de prata.
A maior confusão neste tipo de capacitor fica por conta da leitura de seu valor quando abaixo de 1nF. Existem dois "padrões" que causam muita confusão e certamente é o motivo de muitos circuitos de RF acabarem não funcionando na mão dos menos experientes.
O sistema que tenho visto com mais freqüência é o apresentado na figura abaixo, onde os dois primeiros números são os dígitos do valor e o terceiro é o fator de multiplicação.
O digito de multiplicação, quer dizer a quantidade de zeros que você deverá colocar a direita dos dois primeiros números. Lembre-se que a menor unidade de medida dos capacitores é o pF (pico farads) então todos os capacitores partem da premissa do valor marcado em pF.
Assim sendo, o exemplo da figura abaixo, marcado como 103, você deverá ler como:
10 + 000 = 10000pF ou simplificando e cortando três zeros, 10nF
A letra apos o numero significa a tolerância do capacitor, conforme a tabela ao lado.
Os cerâmicos são encontrados desde valores extremamente baixos como 0,5pF até por volta de 470nF. A tensão de isolação nos capacitores modernos (que você vai encontrar a venda no balcão) é geralmente de 25 ou 50V. Capacitores de tensão maior atualmente vem com a tensão estampada no corpo, geralmente você vai encontrar cerâmicos para 1Kv. Os reaproveitados de sucata, se estas forem de velhos equipamentos valvulados, costuma ser de 100V até 500V. Fica um pouco complicado determinar a tensão máxima nestes casos, mas o tamanho do corpo do capacitor geralmente é uma boa pista. Cerâmicos com isolação maior tendem a ser de maior diâmetro e mais espessos.
Porem é preciso tomar muito cuidado com a marcação de capacitores abaixo de 100pF, pois ai os dois sistema podem se misturar e se você não conhecer bem o assunto ou não tiver um capacimetro, certamente pode se dar mal.
Um capacitor de 120pF, como do exemplo acima (o capacitor do meio) pode vir marcado como 121K que quer dizer 12 + um 0 = 120 ou também pode vir simplesmente marcado 120K. Note que não será 12 + nenhum zero e sim 120pF a 10% de tolerância. Pode parecer meio estranho mas é assim mesmo. Olhe o exemplo abaixo, de capacitores reais. Todos são de 180pF mas cada um marca de um jeito.
 180J N750 - 181J NP0 - 180M Y5T - 181K Até parece sopa de letrinhas né? Bom, continuando... Nos capacitores atuais, quando você encontrar uma "pinta preta" no topo do capacitor isso quer dizer que ele é NP0 (NP Zero e não NP Ó - Coeficiente de temperatura nulo ou compensado), isso quer dizer sobre o seu coeficiente de temperatura. O coeficiente de temperatura também pode vir codificado no sistema EIA conforme a tabela abaixo (como o caso dos capacitores da foto acima).
Classe 2:
 Classe 1:  O capacitorzinho quadrado de 12pF que esta na foto acima, é um capacitor tipo Plate. Abaixo temos uma foto de vários capacitores plate:
Plate é um tipo de capacitor cerâmico cujas principais vantagens e características são: Tamanho ultra reduzido, grande estabilidade no valor da capacitância, baixo custo e uma estreita faixa de tolerância (+/-2% nos capacitores NP0, ou TC, Temperatura Compensada). É um capacitor bastante usado em circuitos de VHF e UHF pelo seu tamanho reduzido e estabilidade. Na tabela abaixo temos os principais tipos de capacitor plate. Neste link você pode baixar o datasheet original de 1974 dos capacitores plate fabricados pela Ibrape, gentilmente cedido pelo Roland, PY4ZBZ.
A cor do corpo do capacitor e a faixa colorida que esta no topo, determina qual o tipo de capacitor e suas características, conforme a tabela
Embora a tabela acima fale a partir de 1,8pF, você encontrará capacitores Plate de 0,56pF até 22nF. Os valores entre 0,56pF e 820pF são marcados com o valor e a letra "p" minúscula. Valores de 1nF a 22nF vem marcados com o valor e a letra "n" minúscula. Mas também podem vir marcados com a letra "n" minúscula, na foto acima temos alguns exemplares com esta marcação.
Infelizmente este tipo de capacitor me parece que já não é mais fabricado, sendo possível encontrá-lo em estoques antigos ou em sucatas. Se os encontrar, guarde-os com muito carinho!
Por fim falta falar dos "esquisitos" que estão a na foto ai a direita. Trata-se de um capacitor cerâmico "Pin-Up" de fabricação da Ibrape (antiga divisão de componente da philips), que eram muito utilizados em equipamentos philips. É um capacitor cerâmico tubular, que era muito utilizado para desacoplamento.
Você pode pegar o datasheet (colorido!) de 1971 destes capacitores da ibrape aqui, gentilmente cedido pelo Roland, PY4ZBZ. Obviamente este tipo de capacitor não é mais fabricado, mas ainda é possível encontrá-lo em sucatas.
No datasheet há referencias a algumas abreviações, as quais "traduzo" abaixo:
- TC = Temperatura Compensada
- GP = Uso Geral (General Purpouse)
- GMV = Valor mínimo garantido (Granted Minimum Value)
A leitura de seu valor segue o código de cores e o mesmo sistema utilizado nos resistores. Tem a tabela de cores no datasheet acima ou mais pra baixo na sessão dedicada aos capacitores de poliéster, apenas ignore no caso desta tabela as listras 4 e 5, pois os capacitores Pin-Up tem apenas 3 ou 4 listras e o significado da 4 listra é diferente, devendo ser consultado no datasheet mencionado acima.
Também não é mais fabricado, e deve ser impossível encontrar mesmo em estoques antigos. O mais provável é encontrar em sucatas de TV valvulada philips ou outras sucatas de valvulados.
Capacitor Eletrolíticos.
Este também é certamente o segundo tipo mais conhecido, juntamente com os cerâmicos. Os capacitores eletrolíticos não tem muito segredo quanto a sua leitura, pois é bem padronizado e o código não tem variações, como no caso dos cerâmicos.
Tanto o valor, como tensão e faixa temperatura de trabalho já estão estampadas no corpo do próprio capacitor.
O valor vem anotado em micro-farads (µF) a tensão em volts (V) e a temperatura em graus Celsius (ºC). Quando polarizados, o terminal maior é o positivo e existe uma marcação no corpo do capacitor. Só preste bastante atenção que tem fabricantes que costumam marcar o negativo e outros o positivo. Assim sendo preste muita atenção.
Apenas a temperatura merece uma explicação um pouco mais detalhada. Os capacitores de 85ºC são utilizados na maioria dos circuitos "convencionais" que trabalham com DC e sinais de áudio.
Os de 105ºC são utilizados em circuitos de fonte chaveada e onde é necessário uma temperatura de trabalho maior.
Você pode colocar sem problemas um capacitor de 105ºC no lugar de um de 85ºC mas nunca o contrário. Um problema que afeta muito os capacitores eletrolíticos é a variação de sua ESR (resistência interna). Alguma coisa já foi explicada neste texto. Capacitores que tem usa ESR elevada causam mal funcionamento em fontes chaveadas, e é bastante comuns encontrá-los com vazamento do eletrólito ou estufados.
A tensão de trabalho merece uma atenção. Você sempre pode usar um capacitor de tensão de trabalho maior do que o indicado, mas obviamente nunca o contrario. Os únicos dois problemas nessa substituição fica por conta do tamanho (já que capacitores de tensão de isolação maior costumam ser maiores) e o preço.
Eletrolíticos são encontrados a partir de 0,1µF a até capacitores gigantes de 500.000µF ou até maiores mas mais raros. Alem disso existem dois tipos de eletrolíticos: Polarizados e Bipolares (despolarizados). Os modelos bipolares são utilizados com muita freqüência em divisores para caixas de som.
A marcação do terminal positivo e negativo requer um pouco de atenção, pois alguns fabricantes marcam no corpo do capacitor o pólo negativo (mais comum) e alguns o pólo positivo. Mas nos capacitores Radiais, existe uma regra prática, o terminal mais comprido sempre é o positivo.
Por ultimo eles também podem ser classificados como Axiais e Radiais. Na foto acima o capacitor laranja é Axial e os outros dois Raiais.
Capacitor de Filme de Poliéster e Poliéster Metalizado.
Os capacitores de poliéster, obviamente são feitos de uma fina lamina de poliéster e aplicado uma fina lamina de alumínio em uma de suas face. Um sanduíche é feito empilhando varias camadas de poliéster a alumínio, de modo a construir o capacitor. Dessa forma o capacitor fica bastante compacto. Um exemplo desse tipo é o capacitor prateado que esta ao lado do capacitor azul.
O capacitor de poliéster metalizado tem uma peculiaridade bastante curiosa, que é sua "auto regeneração" no caso de centelhamento entre as camadas, por pulsos de tensão acima do especificado. No caso de haver uma centelha o material metálico depositado sobre a folha de poliéster evapora (por ser uma camada muito fina), removendo a possibilidade de curto-circuito.
Alternativamente pode ser utilizada uma folha de poliéster sem metalização e enrolado juntamente com uma folha de metal, um "tubo" ou rolo. Dessa forma se consegue uma tensão de isolação muito maior, porem o capacitor fica grande. É o exemplo do capacitor marrom e do grande capacitor amarelo.
A espessura da folha e a quantidade enrolada determina sua capacitância.
Os capacitores de poliéster podem utilizar dois métodos para marcar seu valor e tensão de isolação. O meio mais comum e atual consiste em imprimir diretamente no corpo do capacitor o valor e a tensão de isolação.
Modelos mais antigos, geralmente fabricados pela Ibrape usam o sistema de código de cores. Estes eram conhecidos como "zebrinha" devido a suas listras coloridas. Este sistema usa 5 faixas coloridas que indicam o valor, tolerância em % e a tensão de máxima de trabalho. Veja aqui o datasheet original colorido desses capacitores, editado em 1971, gentilmente cedido pelo Roland, PY4ZBZ.
A leitura é feita de cima para baixo e segue o mesmo sistema utilizado nos resistores, onde as duas primeiras listras indicam os dois primeiros dígitos do valor, a terceira indica o numero de zeros, a quarta a tolerância e por fim a quinta listra indica a tensão de isolação.
 Tabela para capacitores Ibrape "zebrinha" Os capacitores de poliéster estão disponíveis com valores desde 1nF ate 4,7µF . Outra observação importante é que o capacitor de poliéster não tem polaridade.
Capacitor de Poliestireno ou "Styroflex"
Este capacitor usa como dielétrico o material Poliestireno. As placas metálicas geralmente são feitas de alumínio ou em alguns casos de cobre, que é depositado sobre a folha de poliestireno, tal como nos capacitores de poliéster metalizado formando uma finíssima camada.
São utilizados principalmente em circuitos onde são exigidas baixas perdas. Além disso, possuem coeficiente de temperatura negativo e constante, sendo adequados para circuitos ressonantes utilizando bobinas com núcleo de ferro. Nesses circuitos, devido aos núcleos de ferrite terem coeficiente de temperatura positivo, consegue-se uma grande estabilidade da freqüência de ressonância com a temperatura.
São empregados também no acoplamento entre estágios de alta freqüência e filtros RC, capacitor de amostragem para conversores ADC e circuitos osciladores.
Proporciona ótima estabilidade em VFO para HF.
É necessário tomar alguns cuidados ao utilizar e manusear estes capacitores, pois os terminais geralmente são frágeis e partem com muita facilidade, rente ao corpo do capacitor. E também são sensíveis ao calor, por não terem nenhuma proteção mais resistem ao lado de fora de seu corpo, tome cuidado para não tocar o ferro de solda em seu corpo ou colocá-lo perto de fontes intensas de calor, como resistores de fio.
O valor é expresso em pF (pico-farads), no exemplo ai ao lado o capacitor maior esta marcado 10000K, ou seja é um capacitor de 10000pF ou 10nF, A letra K indica que ele tem tolerância de ±10%. Outra letras podem ser usadas, a tabela abaixo tem a equivalência de cada letra.
Observe também que alguns dos capacitores da foto acima, apresentam um anel vermelho ou preto em um dos lados do capacitor. Isso não indica que ele é polarizado mas sim o lado preferencial para colocar do lado GND (preto ou sem cor) ou ao +Vcc ou ainda lado com potencial maior. São capacitores de difícil obtenção hoje em dia, mas bastante comuns em sucatas de equipamentos da década de 70 e 80, principalmente de TV a válvula.
Capacitor de Mica.
Este é o que eu considero o "must" dos capacitores.
Como o próprio nome já diz, o material dielétrico é a mica, e as placas do capacitor geralmente são feita por deposição de prata sobre uma folha de mica. Suas características notáveis são a perda muito baixa e alta estabilidade com a temperatura e resistência ao tempo.
É muito utilizado em circuitos de potencia de RF, osciladores, circuitos ressonantes (como bobinas de FI antigas)
Os modelos antigos de capacitor de mica são iguais ou muito similares ao capacitor retangular da foto, com três pintas coloridas.
Estas pintas coloridas é que indicam o valor do capacitor. Existem também modelos que são marcados com seis pintas, as quais alem do valor indicam a tensão de trabalho, tolerância e outros dados que dependem do fabricante. O sentido de leitura é indicado pela seta.
Mas o dado que geralmente importa são os das pintas marcadas com A, B e C, pois estas indicam o valor do capacitor.
Os capacitores de mica atuais se apresentam de dois tipos, os com terminais, como o capacitor marrom que esta na parte inferior da foto ou para soldagem diretamente sobre a placa, como o capacitor metálico da foto. Este capacitor metálico é chamado também de capacitor de mica blindado, e é muito utilizado em P.A. de RF para VHF e UHF.
Por não possuir terminais e ser soldado diretamente sobre as trilhas da placa, isso minimiza as indutâncias parasitas que terminais introduziriam no circuito. E isso também ajuda bastante na dissipação de calor quando trabalhando com potencias elevadas.
Por fim falta falar do ultimo tipo de capacitor de mica, o grandalhão marrom da foto. Este é conhecido como "capacitor castanha" e é empregado em circuitos de RF de alta potencia e/ou alta tensão. É um capacitor dimensionado para agüentar altas correntes de RF o que não é possível com os capacitores comum. Geralmente os capacitores castanha são feitos sob encomenda e inclusive alguns deles são feitos e testados especificamente em uma freqüência determinada.
No Brasil capacitores de mica são fabricados pela ICL capacitores, na cidade de Pouso Alegre - MG.
Capacitor Variável, Ajustável e Trimmer
Capacitores variáveis são geralmente utilizados em circuitos sintonizados, como a sintonia de um radio por exemplo. Os modelos antigos ou de alta potencia ou tensões elevadas usam dielétrico de ar, placas de alumínio ou latão grossas e carcaça de ferro, alumínio ou latão. Os modelos atuais e compactos utilizados principalmente em radinhos de pilha, usar carcaça plástica e isolação de teflon ou plástico entre as placas. Obviamente não são adequados a trabalhar com altas potências ou tensões elevadas.
Já o trimmer é utilizado onde se necessita apenas ajuste internos e que depois de ajustados não necessitem de alterações. São bastante compactos e podem usar isolação de plástico, ar, mica ou cerâmica. Na foto ao lado, o modelo miniatura e o branco com um "botão" redondo usam isolação de cerâmica.
O modelo retangular, o clássico "trimmer cerâmico" de 3 - 30pF e o padder, usam isolação de mica. São bons para circuitos que trabalhe com tensão elevada. O padder é um tipo de capacitor ajustável, seu valor geralmente é bem mais alto que o dos trimmers. Trimmers geralmente atingem 150pF enquanto o padder pode chegar a 500pF. O padder é bastante usado em rádios valvulados para correção de freqüência do oscilador local e/ou do rastreio da bobina de antena.
O modelo redondo esquisito que esta bem embaixo na foto é um trimmer concêntrico Philips. O grandalhão a esquerda é o clássico variável de sintonia, a ar.
Os capacitores variáveis costuma usar recortes diferenciados em suas placas, que acabam por determinar o seu modo de trabalho, ou seja se serão de variação linear de freqüência, comprimento de onda ou capacitância.
A tensão de isolação dos capacitores variáveis a ar é dada pela distancia de suas placas, assim sendo capacitores pra trabalho com altas tensões, como em taque PI de amplificadores lineares, necessita de um espaçamento compatível nas placas para não centelhar. O centelhamento é um efeito indesejado e pode estragar o capacitor, provocando furos nas placas dependendo do caso.
 Exemplo de variáveis para alta tensão/potencia. Voltando aos trimmers...
Os trimmers coloridos miniatura muRata TZ03 (o modelo verde da foto acima) tem um código de cor que indica sua capacitância máxima e mínima e outros parâmetros conforme a tabela abaixo:
Já os trimmers DAU (o modelo amarelo da foto acima) utilizam outra codificação de cores, conforme a tabela abaixo, alem de terem dois tipos distintos, os de PTFE (teflon) e de polipropileno. Como diferenciar um do outro? Simples, os que tiverem as folhas isolantes (as que estão entre as placas) brancas leitosas, são de PTFE (Telflon) e os que as folhas forem transparentes são de polipropileno.
Outros fabricantes podem utilizar outras codificações de cores, assim sendo no caso usar trimmers reaproveitados de sucata ou quando comprados sem indicação do fabricante ou modelo, a melhor maneira de identificar a capacitância máxima e mínima é medindo com um capacimetro ou LCMeter.
Capacitor Multicamada.
Com a crescente miniaturização do circuitos, obviamente os componentes também quem que acompanhar, pois uma coisa leva a outra. No caso dos capacitores cerâmicos, para se conseguir valores elevados com área diminuta, você pode diminuir a espessura da lamina dielétrica.
Só que diminuir a espessura da lamina acarreta uma menor tensão de isolação. Isso não é interessante em muitos casos. E aumentar a espessura da lâmina e manter o valor da capacitância, implica em aumento da área.
Então qual a solução a seguir? Fazer um sanduíche de várias camadas, assim você aumenta a área sem ocupar um espaço muito grande.
Esta é a solução seguida pelo capacitores cerâmicos multicamadas.
As principais características dos capacitores cerâmicos multicamadas são:
- Tamanho reduzido
- Baixas perdas
- Capacitância estável
- Boa isolação
 Construção de um capacitor cerâmico smd multicamada. Essa técnica é empregada nos capacitores cerâmicos SMD e nos capacitores iguais ao da foto ao lado. Você vai encontrar este capacitores em muitas placas de PC, no desacoplamento dos CI's. Não se assuste como uma coisinha tão diminuta pode ter a mesma capacitância de um "trombolho" de um cerâmico de disco.
Capacitor de Tântalo.
Os capacitores de Tântalo utilizam o Óxido de Tântalo como dielétrico. São utilizados geralmente em substituição ao eletrolítico, onde é necessário miniaturização do circuito.
Tem uma baixa corrente de fuga e baixas perdas e tem uma vida muito maior do que os eletrolíticos convencionais. É uma tendência atual substituir os eletrolíticos em muitas aplicações por capacitores de tântalo.
O valor é anotado diretamente em seu corpo em µF ou usando o sistema similar aos cerâmicos, com o terceiro digito indicando a quantidade de zeros do multiplicador e a tensão em volts.
Os valores geralmente estão disponíveis desde cerca de 0,22µF até 100µF.
Os modelos SMD tem o corpo retangular, via geralmente o corpo tem a cor amarela ou preta. Já os modelos com terminais (pin through hole) tem o formato de gota. A cor do corpo varia bastante de fabricante pra fabricante, podendo ser amarelo, azul, vermelho, laranja, verde, entre outras cores.
Como são componentes polarizados, observe muito bem a indicação na hora de montar, pois um capacitor de tântalo explodindo é bem pior no quesito "voar pedaços" do que os eletrolíticos, pois explodem quase que instantaneamente. Alguns fabricantes utilizam a conhecida técnica de deixar o terminal positivo com um comprimento maior para facilitar a identificação. |
