Aplicações de condensadores
Capacitores utilizados para suprimir frequências indesejáveis são por vezes chamados condensadores de filtro. São comuns em equipamento eléctrico e electrónico, e cobrem uma série de aplicações, tais como:
- Retirada de relés em calhas de corrente contínua (DC)
- Retirada de interferência de radiofrequência (RFI) para linhas de sinal ou de energia que entram ou saem do equipamento
- Capacitores utilizados após um regulador de tensão para suavizar ainda mais as fontes de alimentação DC
- Capacitores utilizados em filtros de áudio, de frequência intermédia (IF) ou de radiofrequência (RF) (e.g. baixa passagem, alta passagem, entalhe, etc.)
- Supressão de arco, tal como através do disjuntor de contacto ou ‘pontos’ num motor de ignição por faísca
h3>Acoplamento de sinalEditar
Porque os condensadores passam AC mas bloqueiam sinais DC (quando carregados até à tensão DC aplicada), são frequentemente utilizados para separar os componentes AC e DC de um sinal. Este método é conhecido como acoplamento CA ou “acoplamento capacitivo”. Aqui, é utilizado um grande valor de capacitância, cujo valor não precisa de ser controlado com precisão, mas cuja reactância é pequena na frequência do sinal.
DesacoplamentoEditar
Um condensador de desacoplamento é um condensador utilizado para desacoplar uma parte de um circuito de outro. O ruído causado por outros elementos do circuito é desviado através do condensador, reduzindo o efeito que estes têm no resto do circuito. Um nome alternativo é condensador de derivação, uma vez que é usado para derivar a fonte de alimentação ou outro componente de alta impedância de um circuito.
Filtros passa-alto e passa-baixoEditar
Um filtro passa-alto (HPF) é um filtro electrónico que passa sinais com uma frequência superior a uma determinada frequência de corte e atenua sinais com frequências inferiores à frequência de corte. A quantidade de atenuação para cada frequência depende do desenho do filtro. Um filtro passa-alto é normalmente modelado como um sistema linear de tempo variável. É por vezes chamado filtro de baixo-corte ou filtro de baixo-corte. Os filtros passa-altos têm muitas utilizações, tais como bloqueio de corrente contínua de circuitos sensíveis a tensões médias não nulas ou dispositivos de radiofrequência. Também podem ser utilizados em conjunto com um filtro passa-baixo para produzir um filtro passa-banda.
Um filtro passa-banda (LPF) é um filtro que passa sinais com uma frequência inferior a uma frequência de corte seleccionada e atenua sinais com frequências superiores à frequência de corte. A resposta exacta da frequência do filtro depende do desenho do filtro. O filtro é por vezes chamado de filtro de alto corte, ou ]] em aplicações áudio. Um filtro passa-baixo é o complemento de um filtro passa-alto.
Filtros de ruído e snubbersEdit
Quando um circuito indutivo é aberto, a corrente através da indutância colapsa rapidamente, criando uma grande voltagem através do circuito aberto do interruptor ou relé. Se a indutância for suficientemente grande, a energia irá gerar uma faísca eléctrica, fazendo com que os pontos de contacto oxidem, se deteriorem, ou por vezes se soldem, ou destruindo um interruptor de estado sólido. Um condensador snubber através do circuito recentemente aberto cria um caminho para que este impulso contorne os pontos de contacto, preservando assim a sua vida; estes foram normalmente encontrados em sistemas de ignição de disjuntores de contacto, por exemplo. Do mesmo modo, em circuitos de menor escala, a faísca pode não ser suficiente para danificar o interruptor, mas ainda assim irradiará interferência de radiofrequência indesejável (RFI), que um condensador de filtro absorve. Os condensadores snubber são normalmente utilizados com uma resistência de baixo valor em série, para dissipar a energia e minimizar as RFI. Tais combinações resistor-capacitor estão disponíveis num único pacote.
Capacitores são também utilizados em paralelo para interromper unidades de um disjuntor de alta tensão, a fim de distribuir igualmente a tensão entre estas unidades. Neste caso, são chamados condensadores de classificação.
Em diagramas esquemáticos, um condensador utilizado principalmente para armazenamento de carga DC é muitas vezes desenhado verticalmente em diagramas de circuito com a placa mais baixa, mais negativa, desenhada como um arco. A placa reta indica o terminal positivo do dispositivo, se estiver polarizado (ver condensador electrolítico).
Supressão do motor DCEdit
Capacitores de disco cerâmico são normalmente utilizados em circuitos de snubber para motores de baixa tensão pela sua baixa indutância e baixo custo.
Filtragem da fonte de alimentação em modo comutadoEdit
Baixo ESR (resistência de série equivalente) os electrólitos são frequentemente necessários para lidar com a corrente de ondulação elevada.
Filtragem da redeEdit
Os condensadores de filtro de corrente são geralmente tipos de película de plástico enrolado encapsulados, uma vez que estes fornecem alta tensão nominal a baixo custo, e podem ser tornados auto-regeneráveis e fusíveis. Os condensadores de filtro principal são frequentemente condensadores de supressão de RFI/EMI de cerâmica. Os requisitos de segurança adicionais para filtragem de rede são:
- Capacitores de linha a neutro são retardadores de chama, e na Europa são necessários para utilizar dieléctricos de classe X.
- Li>Linha ou neutro à terra: Devem ser retardadores de chama; também, o dieléctrico deve ser auto-curativo e fusível. Na Europa, estes são condensadores de classe Y.
Filtragem da calha de alimentaçãoEdit
Capacitores electrolíticos são normalmente utilizados devido à alta capacidade a baixo custo e baixo tamanho. Os não-electrolíticos mais pequenos podem ser paralelos a estes para compensar o fraco desempenho dos electrolíticos a frequências elevadas.
Os computadores utilizam grandes números de condensadores de filtro, fazendo do tamanho um factor importante. Os condensadores sólidos de tântalo e tântalo húmido oferecem algum do melhor desempenho CV (capacitância/voltagem) em algumas das embalagens mais volumetricamente eficientes disponíveis. As altas correntes e as baixas tensões também tornam importante a baixa resistência em série equivalente (ESR). Os condensadores sólidos de tântalo oferecem versões de baixo ESR que podem frequentemente cumprir os requisitos ESR, mas não são a opção ESR mais baixa entre todos os condensadores. Os tântalos sólidos têm uma questão adicional que deve ser abordada durante a fase de concepção. Os condensadores sólidos de tântalo devem ser desgasificados em todas as aplicações. Recomenda-se uma redução de tensão de 50% e geralmente aceite como padrão da indústria; por exemplo, um condensador de tântalo sólido de 50V nunca deve ser exposto a uma tensão de aplicação real acima de 25V. Os condensadores sólidos de tântalo são componentes muito fiáveis se for tomado o devido cuidado e se todas as directrizes de concepção forem cuidadosamente seguidas. Infelizmente, o mecanismo de falha de um condensador sólido de tântalo é um curto-circuito que resultará numa violenta queima e fumaça sobre um PCB capaz de danificar outros componentes na sua proximidade, bem como de destruir completamente o condensador. Felizmente, a maioria das falhas de condensadores sólidos de tântalo serão imediatas e muito evidentes. Uma vez em aplicação, o desempenho sólido do condensador de tântalo irá melhorar com o tempo e as probabilidades de uma falha devido a um defeito de fabrico dos componentes diminuirão. Os condensadores de tântalo húmido são um tipo de condensador electrolítico, utilizando uma pastilha de tântalo num material electrolítico selado numa embalagem hermética. Este tipo de condensador de tântalo não requer o mesmo desdém que um tântalo sólido e o seu mecanismo de falha está aberto. Recomenda-se uma curva de descarga de 10% a 20% de tensão para tântalo húmido quando se opera de 85C a 125C. Os tântalos húmidos não são normalmente referidos apenas como ‘electrólitos’ porque normalmente ‘electrolíticos’ referem-se aos electrólitos de alumínio.