Como é chamado o material isolante que os capacitores possuem em sua composição?

Citado pela primeira vez em 1782, o capacitor é um dos componentes elétricos mais utilizados na área, principalmente na criação de circuitos eletrônicos por sua incrível funcionalidade. Com ele, menos se torna mais! Isso porque o seu tamanho pequeno (muitas vezes menor até mesmo que o nosso dedo mindinho) não condiz com toda a sua importância e versatilidade.

E você, profissional ou estudante da área de elétrica ou eletrônica, ficou curioso para conhecer mais sobre esse componente tão poderoso? Então confira aqui todos os itens essenciais que reunimos sobre o capacitor: o que é e principais tipos de capacitores para você expandir seu conhecimento!

O que é e como funciona um capacitor?

De forma prática, o capacitor (também chamado de condensador ou acumulador) é um componente eletrônico que tem a capacidade de armazenar cargas elétricas ao ocorrer uma diferenciação no potencial elétrico em seus terminais. Por terem uma função com alta utilidade e serem dispositivos simples, os capacitores podem ser encontrados com facilidade em praticamente todos os circuitos elétricos de hoje.

Em sua composição, o capacitor será sempre formado por dois terminais separados por um material do tipo dielétrico. Entretanto, é preciso ficar atento pois existem capacitores com diferentes capacitâncias e até mesmo formatos e, por isso, será necessário escolher com cuidado o tipo de capacitor que você irá utilizar em um determinado circuito.

Para que a funcionalidade principal ocorra, é formado um campo elétrico entre as suas placas ao que o capacitor é conectado a uma diferenciação de potencial. Essa ação permite que cargas sejam armazenadas nos dois terminais do capacitor, pois o material dielétrico entre eles irá impedir a passagem de cargas elétricas.

Como citado acima, embora todo capacitor tenha dois terminais e um material dielétrico, é possível encontrar diferentes tipos deste componente disponíveis no mercado. Por sua vez, esses grupos são divididos por formatos e capacitâncias diferentes. Alguns dos tipos de capacitores mais comuns são:

Capacitor eletrolítico

Sendo um dos mais utilizados, os capacitores eletrolíticos se tornaram também o tipo mais conhecido pelos profissionais da área. Em sua composição, é possível encontrar duas folhas de alumínio e duas folhas de papel com eletrólito, enroladas juntas. O uso desse eletrólito passa a ser chamado de protocapacitor e será conectado a uma fonte de corrente, resultando em uma oxidação do ácido na placa de alumínio. O capacitor eletrolítico possui capacitância de 0,47 uF até um valor máximo de 10 mF.

Capacitor variável

Nessa categoria, os capacitores variáveis podem ser subdivididos em dois grupos: capacitores de sintonia e diodos de capacitância variável.

O primeiro grupo é dedicado aos capacitores com função de utilizar uma construção mecânica para alterar a distância entre as placas (ou da superfície de suas áreas), fazendo uso do ar como dielétrico. Geralmente, os capacitores de sintonia podem ser encontrados em aparelhos de telecomunicação para realizar o controle de frequências.

O segundo grupo, dos diodos de capacitância variável, são os capacitores que fazem uso da variação que ocorre na espessura da camada de depleção de um diodo de acordo com a tensão continua que o atravessa. Embora todo diodo realize essa função, esse tipo é específico para aprimorar a capacitância, junto à uma área de junção maior. Além desse nome, esse grupo também pode ser chamado de varicap ou varactor.

Capacitor de cerâmica

Esse tipo de capacitor normalmente pode ser encontrado em um formato de disco pequeno e possui uma composição simples, sendo formado por um material dielétrico de cerâmica do qual conta com um alto poder isolante em seus dois lados metalizados. De forma geral, o capacitor cerâmico pode ser visto no mercado com uma capacitância de 2,2 pF até 0,1 F. Em casos específicos, é possível utilizar capacitores de cerâmica que podem chegar a 2 KV de tensão elétrica.

Capacitor de tântalo

Diferente da opção em alumínio, os capacitores de tântalo (ou tantálio) possuem um valor mais elevado, porém são essenciais em circuitos que necessitem que a capacitância tenha frequência e também temperatura constante. Eles são capacitores eletrolíticos que utilizam o tântalo em seus eletrodos. Além disso, seu tamanho compacto se torna ideal em dispositivos pequenos ou até mesmo em miniaturas.

Capacitor de poliéster

Comportando-se igual ao capacitor de cerâmica, os capacitores feitos de poliéster também não contam com polaridade alguma, porém possuem uma alta capacitância que os tornam componentes ótimos para utilizar em circuitos com altas potências.

Nesse tipo, o material dielétrico é de plástico mesmo (podendo ser polipropileno, poliéster, etc) e se apresenta envolto entre conectores de metal. Por ter esse tipo de material em sua composição, o capacitor de poliéster conta com uma vida útil superior ao do capacitor cerâmico e conta com uma alta tolerância a temperaturas elevadas.

A criação dos capacitores

Por volta de outubro de 1745, o físico alemão Ewald Georg Von Kleist realizou um importante experimento onde foi descoberto que era possível armazenar uma carga ao conectar, por um fio, um gerador de alta tensão eletrostática a uma jarra de vidro contendo água. Ao segurar a jarra, tanto a água quanto a mão do físico tornaram-se condutores, enquanto a jarra agiu como um isolante elétrico (ou seja, um dielétrico). Além disso, tocar o fio depois de remover o gerador foi capaz de causar um intenso choque elétrico.

Somente um ano após a descoberta de Von Kleist, foi criado um capacitor com características semelhantes na Universidade de Leiden por Pieter Van Musschenbroek, um físico holandês. O invento foi chamado de Jarra de Leiden (ou Garrafa de Leiden). Porém, a primeira pessoa a combinar diversas jarras em conjunto foi Daniel Gralath. Enquanto isso, Benjamin Franklin foi o responsável por desmistificar o fato de que a carga não estava armazenada na água, como muitos acreditavam na época, e sim que estava armazenada no recipiente de vidro.

O uso da Jarra de Leiden foi muito comum até meados de 1900, quando surgiu a necessidade por capacitores padrões e de baixa frequência por conta das transmissões de rádio. Mas é logo em 1782 que a primeira menção aos capacitores (na época, conhecidos por condensadores) pode ser encontrada, utilizado pelo físico-químico Alessandro Volta para se referir a um dispositivo com capacidade de armazenar maiores densidades de carga elétrica quando comparados a um condutor isolado.

Conclusão

Originários da Jarra de Leiden, os capacitores são pequenos componentes elétricos que possuem a função de armazenar cargas em seus dois terminais por terem um material do tipo dielétrico.

Mas embora tenham uma composição quase que padrão, é possível encontrar no mercado capacitores com diferentes capacitâncias e/ou formatos, específicos para cada tipo de objetivo. Entre a lista, estão: capacitores de cerâmica, capacitores variáveis, capacitores de tântalo (ou tantálio) e capacitores de poliéster. Há também outras categorias deste pequeno componente.

Mas diga para a gente, você já conhecia todas as funcionalidades de um capacitor? Chegou a utilizá-lo alguma vez? Compartilhe conosco a sua experiência e opiniões sobre esse importante componente.

Quais são os materiais isolantes utilizados no capacitor?

Qual a composição do capacitor?

O que é capacitor é qual a composição básica?

Qual é a denominação do material isolante que separa as placas armaduras do capacitor?