O que é um capacitor e como ele funciona?
Neste tutorial você aprenderá o que é um capacitor, como ele funciona.
Visão Geral
Praticamente não existe nenhum circuito eletrônico que não tenha um capacitor nele, e como assim como os resistores e indutores, eles são componentes passivos fundamentais que utilizamos na eletrônica.
O que é um capacitor?
Um capacitor é um dispositivo capaz de armazenar energia elétrica. Se compararmos com uma bateria do mesmo tamanho, um capacitor consegue armazenar muito menos energia, cerca de dez mil vezes menos mas muito útil para diversos tipos de circuitos.
Construção do Capacitor
Um capacitor possui duas placas de metal, separadas por um material isolante chamado dielétrico. As placas são condutivas e geralmente de alumínio, tântalo ou outros metais, enquanto que o dielétrico pode ser feito de qualquer tipo de material isolante como papel, vidro, cerâmica ou qualquer coisa que atrapalhe o fluxo de corrente elétrica.
A capacitância de um capacitor, medida em farads, é diretamente proporcional a área da superfície das duas placas, assim como a permissividade (ε) do dielétrico, sendo que quanto menor for a distância entre as placas, maior será a capacitância. Vejamos agora como ele funciona.
Como um capacitor funciona?
Devemos ter em mente que um metal normalmente tem uma quantidade de partículas positivas e negativas, o que significa que ele é eletricamente neutro.
Se conectarmos uma fonte de energia ou uma bateria às placas metálicas do capacitor, uma corrente tentará fluir, ou os elétrons da placa conectada ao terminal positivo da bateria começarão a se mover para a placa conectada ao terminal negativo da bateria. Porém, por causa do dielétrico entre as placas, os elétrons não conseguirão passar pelo capacitor, então começarão a se acumular na placa.
Após um certo número de elétrons acumulados na placa, a bateria terá energia insuficiente para empurrar novos elétrons para entrar na placa devido à repulsão dos elétrons que já estão lá.
Neste ponto, o capacitor está totalmente carregado. A primeira placa desenvolveu uma carga líquida negativa e a segunda placa desenvolveu uma carga líquida positiva igual, criando um campo elétrico com uma força atrativa entre elas que mantém a carga do capacitor.
Princípio de funcionamento dielétrico do capacitor
Vamos dar uma olhada como o dielétrico pode aumentar a capacitância do capacitor. Um dielétrico contém moléculas polares, o que significa que elas podem mudar sua orientação com base nas cargas das duas placas. Assim, as moléculas alinham-se com o campo elétrico de forma a permitir que mais elétrons sejam atraídos para a placa negativa enquanto repelem mais elétrons para fora da placa positiva.
Assim, uma vez totalmente carregado, se retirarmos a bateria, ela reterá a carga elétrica por um longo tempo, atuando como armazenamento de energia.
Agora, se encurtarmos as duas extremidades do capacitor através de uma carga, uma corrente começará a fluir pela carga. Os elétrons acumulados na primeira placa começarão a se mover para a segunda placa, até que ambas as placas voltem a ser eletricamente neutras.
Então esse é o funcionamento básico de um capacitor, em breve postarei aqui no blog como podemos utilizar os capacitores, ou seja, quais suas aplicações.