Capacitâncias Por: CT2HPM

 

    Chama-se condensador a todo o sistema formado por dois condutores(armaduras) separadas por um isolante de pequena espessura (dieléctrico). A capacidade de um condensador é a razão entre a quantidade de electricidade Q e a diferença de potencial nos seus terminais.
C = Q / U

Q - coulombs (C)
U - volts (V)
C - farad (F)

    A unidade de capacidade é o farad (F). Esta unidade é um valor muito grande, pelo que na prática são utilizados os submúltiplos para expressar as capacidades mais correntes.

m F
 
nF
 
pF
 
10-6
 
10-9
 
10-12

 Num condensador, se modificarmos a natureza do dieléctrico, sairá modificada a força de atracção existente entre as armaduras. A influência dessas forças relacionadas com o dieléctrico pode ser caracterizada por uma constante designada por permitividade (e) ou constante dieléctrica do meio - a sua unidade no S.I. é o F/m (farad por metro).

A permitividade absoluta (e) = permitividade relativa (e r) x permitividade do vazio (e 0)

e = e r . e 0

Perdas no dieléctrico

Estas são devido ao facto de os isolantes, utilizados em electrónica, não serem perfeitos e apresentam uma certa condutibilidade. Esta é devida a um deslocamento dos electrões das camadas periféricas dos átomos. Esta condutividade aumenta na presença de impurezas, particularmente da humidade se o dieléctrico é poroso. Por outro lado, ao submetermos o condensador a um campo eléctrico variável, as moléculas vão chocar entre si, o que traduz numa perda de energia. O conjunto destes fenómenos traduz-se por uma energia que é transformada em calor no diélectrico - perdas dielectricas.
Estas perdas dependem evidentemente da natureza do dieléctrico. São proporcionais à frequência e ao quadrado do campo eléctrico por dado volume.

Condensador para corrente contínua Concebido para funcionar sob tensão contínua.
Condensador polarizado Concebido para ser utilizado sob tensão unidireccional, ligado de acordo com a polaridade indicada.
Condensador não polarizado Previsto para suportar inversão de polaridade da tensão contínua aplicada.
Condensador para corrente alternada Concebido essencialmente para funcionar sob tensões alternadas.
  

A reatância capacitiva (oposição à passagem da corrente alternada) depende de vários factores; um deles a capacitância do condensador pois, como podemos provar com a experiência da figura 2, se aumentamos a capacitancia do condensador ligado em serie, observamos que a lâmpada se acende com mais brilho indicando que a oposição diminui. Portanto, a reatância capacitiva de um condensador diminui quando aumentamos a sua capacitância.

Figura 2
Aumentando a capacitância, a reatância capacitiva diminui.

Recordando os efeitos de indutância sobre a C.A., notamos que o efeito do aumento da capacitância sobre a C.A. é contrário ao efeito do aumento de indutância sobre a C.A.; pois se aumentarmos a indutância de um circuito, a reatância indutiva também aumentará, enquanto que se aumentarmos a capacitância de um circuito, a reatância capacitiva diminuirá..

Concluímos, então, que os efeitos da capacitância sobre a C.A. são contrários aos efeitos da indutância sobre C.A.

Praticamente, os dois factores que determinam a reatância capacitiva de um condensador são: a capacitancia do condensador e a frequência da C.A.



Efeito da frequência num circuito capacitivo

Com um gerador de C.A. de tensão constante, mas de frequência variável, variando a velocidade de rotação da armadura é possível realizar a experiência ilustrada na figura 18, onde vemos um condensador ligado em série com um amperímetro e um gerador de C.A. Ao fazer a experiência, se observa que, ao aumentar a frequência da C.A. de 60 para 120 Hertz, o amperímetro indica um aumento considerável de corrente (figura 3, à direita). Isto em termos técnicos significa que a reatância capacitiva de um condensador diminui à medida que se aumenta a frequência de C.A.

Figura 3
Aumentando a frequência da C.A., a reatância capacitiva diminui


Comparando os efeitos da capacitância com os efeitos da indutância em relação ao aumento da frequência , concluímos que são opostos.

Tenha presente, portanto, que os efeitos da capacitância sobre a C.A. são opostos aos efeitos de indutância sobre a C.A.

A oposição que o condensador apresenta à passagem da C.A. é também expressa em OHMS, da mesma forma que a resistência de um circuito e a reatância indutiva.

A reatância capacitiva é calculada pela fórmula:

Xc = 1/(6.28 x f x C)

XC = reatância capacitiva em ohms

6,28 = constante igual a 2 p (2 pi)

f = frequência em Hertz

C = capacitância do condensador em farads.

EXEMPLO: Desejamos saber qual é a reatância que um condensador de 10 m F apresenta à passagem de uma C.A. de 60 Hertz. Para resolver este problema, transformamos os 10 m F em FARAD e substituímos os valores conhecidos da fórmula:

XC = ?

f = 60 Hertz

C = 10 m F (0,000010 FARAD)

XC = 1 / (6,28 x 60 x 0,000010) = 1 / ( 376,80 x 0,000010)

XC = 1/ (0,00376800) = 265,392

RESPOSTA: XC é igual a 265 ohms

Isto nos indica que a reatância capacitiva que um condensador de 10 m F apresenta à passagem de uma C.A. de 60 Hertz é de 265 ohms, isto é, ligar um condensador de 10 m F em série com uma C.A. de 60 Hertz equivale a intercalar uma resistência de 265 ohms no circuito.