Física: Capacitores

Cartões · 50

Definição de Capacitância (C = Q / V)

Em telas sensíveis ao toque capacitivas, o toque do dedo altera a carga local Q sob uma tensão constante V, registrando as coordenadas do toque.

Energia Armazenada (U = 1/2 C V²)

Desfibriladores cardíacos acumulam cerca de 200 a 360 Joules em alta tensão para descarregar rapidamente no coração e restaurar o ritmo.

Capacitor de Placas Paralelas

Microfones de condensador usam uma placa móvel que vibra com ondas sonoras, variando a distância d e gerando sinal elétrico proporcional.

Efeito do Dielétrico (k > 1)

Sensores de umidade do solo usam a água como dielétrico variável; quanto mais úmido o solo, maior a capacitância medida pelo circuito.

Capacitor de Desacoplamento (Bypass)

Ligado entre o pino VCC e o GND de microcontroladores para drenar ruídos de alta frequência para a terra, evitando travamentos da CPU.

Filtro Retificador de Onda Completa

Colocado em paralelo com a saída de pontes de diodos para suavizar a tensão pulsada, transformando CA em CC quase pura em fontes lineares.

Constante de Tempo RC (tau = R * C)

Circuitos de reset automático ao ligar mantêm o pino em nível lógico baixo por alguns milissegundos até o capacitor carregar via resistor.

Capacitores em Paralelo (C_total = C1 + C2)

Fontes de amplificadores de áudio usam bancos de capacitores em paralelo para aumentar a reserva de carga em batidas graves de alta potência.

Capacitores em Série (1/C_eq = 1/C1 + 1/C2)

Redes elétricas de alta tensão usam bancos em série para dividir a tensão suportada sem exceder a rigidez dielétrica de cada unidade.

Flash Fotográfico Xenon

Um capacitor eletrolítico carrega lentamente até 300 V através de uma pilha e descarrega instantaneamente pelo gás xenon gerando luz intensa.

Filtro Passa-Altas RC

Bloqueia componentes contínuas (DC) e passa sinais de áudio alternados (AC) entre os estágios pré-amplificador e amplificador de potência.

Filtro Passa-Baixas RC

Atenua ruídos de alta frequência em saídas analógicas de sensores de temperatura antes da leitura pelo conversor analógico-digital.

Capacitor Eletrolítico

Utilizado em fontes de alimentação chaveadas pela sua alta densidade capacitiva, exigindo atenção rigorosa à polaridade para não explodir.

Capacitor Cerâmico Multicamada (MLCC)

Usado em placas-mãe de computadores para filtrar frequências de giga-hertz devido à sua baixíssima indutância parasita (ESL).

Supercapacitores (Ultracapacitores)

Sistemas KERS de frenagem regenerativa em veículos elétricos e trens absorvem e liberam altas correntes mais rápido que baterias químicas.

Capacitor Variável (Trimmer)

Sintonizadores manuais de rádio analógico AM/FM alteram a área sobreposta das placas para ajustar a frequência de ressonância da antena.

Correção do Fator de Potência

Indústrias instalam bancos de capacitores para compensar o atraso de fase provocado pela carga indutiva de motores elétricos.

Circuito Oscilador LC

Transmissores de radiofrequência alternam energia entre o campo elétrico do capacitor e o campo magnético do indutor para gerar ondas portadoras.

Rigidez Dielétrica e Tensão de Ruptura

Ao dimensionar fontes de 12 V, adota-se capacitores com especificação de pelo menos 25 V para suportar transientes sem queimar o isolante.

Capacitância Parasita

Trilhas paralelas em placas de circuito impresso de alta velocidade causam diafonia indesejada (cross-talk), exigindo planos de terra.

Temporizador IC 555 em Modo Astável

A taxa de carga e descarga periódica de um capacitor através de dois resistores define a frequência de pisca de LEDs ou sirenes.

Capacitor de Partida de Motores CA

Compressores de ar-condicionado usam capacitores para defasar a corrente em 90 graus, criando o campo magnético girante que inicia o giro.

Teclados Mecânicos Capacitivos

Pressionar a tecla aproxima uma mola de uma placa fixa, variando a capacitância e registrando a digitação sem desgaste por atrito físico.

Memória RAM Dinâmica (DRAM)

Cada bit de memória é armazenado como carga em um microcapacitor microscópico, exigindo recargas periódicas constantes (refresh).

Multiplicador de Tensão Cockcroft-Walton

Rede em cascata de diodos e capacitores usada em armas de choque (Tasers) para elevar pilhas de 9 V a pulsos de mais de 50.000 V.

Resistência Série Equivalente (ESR)

Capacitores velhos em placas de vídeo aumentam a ESR, aquecem excessivamente sob alta corrente e causam instabilidade no sistema.

Capacitor de Tântalo

Aeroespacial e satélites usam esse tipo pela alta estabilidade térmica e capacitância volumétrica confiável em espaço reduzido.

Acelerômetro Capacitivo MEMS

Airbags veiculares detectam desaceleração súbita medindo o deslocamento de lâminas micrométricas que alteram a capacitância diferencial.

Isolação Galvânica de Sinal

Linhas telefônicas e Ethernet transmitem dados de alta frequência via acoplamento capacitivo, bloqueando perigosas tensões DC de rede.

Supressão de Arco Elétrico (Snubber)

Circuito RC em paralelo com contatos de relé absorve picos indutivos ao desligar motores, impedindo faíscas que queimam os contatos.

Capacitância do Corpo Humano

Lâmpadas com acionamento por toque detectam os 100 a 200 pF do corpo humano conectados temporariamente à placa de controle.

Conversor Buck Regulador de Tensão

O capacitor no estágio de saída atua como reservatório, suavizando a forma de onda de comutação para fornecer tensão contínua estável.

Crossover Passivo de Caixas de Som

Um capacitor em série com o tweeter apresenta alta impedância para frequências graves, deixando passar apenas os sons agudos.

Câmera CCD (Dispositivo de Carga Acoplada)

Fótons liberam elétrons que ficam retidos em micropoços capacitivos, medidos pixel a pixel para formar a imagem digital.

Descarga Eletrostática (ESD)

Diodos de proteção e capacitores na entrada de portas USB desviam descargas estáticas humanas de até 8 kV para longe do chip principal.

Sensor de Nível de Líquido Capacitivo

Duas hastes isoladas inseridas em um tanque de óleo medem a altura do combustível com base na mudança de permissividade entre óleo e ar.

Capacitor de Filme de Polipropileno

Usado em inversores solares e conversores de alta potência devido a perdas dielétricas extremamente baixas e propriedade autorregenerativa.

Divisor de Tensão Capacitivo

Subestações elétricas usam colunas capacitivas para reduzir medições de 500 kV a níveis seguros de instrumentação sem gerar calor resistivo.

Bomba de Carga (Charge Pump)

Circuitos integrados de porta serial RS-232 dobram ou invertem sua alimentação de 5 V para +10 V e -10 V usando chaveamento de capacitores.

Efeito Piezoelétrico vs Capacitância

Transdutores de ultrassom médico combinam propriedades piezoelétricas e capacitivas para emitir pulsos acústicos e ler seus ecos.

Indutância Série Equivalente (ESL)

Limita o desempenho de capacitores em frequências ultra-altas; acima da auto-ressonância, o capacitor passa a se comportar como indutor.

Capacitor de Segurança Classe X e Y

Filtros EMI na entrada de aparelhos domésticos usam capacitores Classe X entre fase e neutro que falham em circuito aberto sem pegar fogo.

Corrente de Deslocamento de Maxwell

Explica como correntes alternadas atravessam o vácuo entre as placas de um capacitor via campo elétrico oscilante variável no tempo.

Sensor de Pressão Capacitivo

Monitores de pressão de pneus (TPMS) contêm um diafragma metálico deformável cuja aproximação da placa base mede a pressão do ar.

Armazenamento RTC (Relógio de Tempo Real)

Supercapacitores de 1 Farad mantêm chips de relógio funcionando em placas eletrônicas por semanas sem necessidade de bateria de lítio.

Filtro Notch (Rejeita-Faixa)

Circuitos de eletrocardiograma (ECG) usam redes RC com capacitor para eliminar especificamente o ruído de zumbido de 60 Hz da rede.

Efeito Térmico e Deriva de Capacitância

Capacitores NPO/C0G são selecionados para osciladores de precisão porque mantêm o valor exato em temperaturas extremas de -55 a 125 °C.

Ignição por Descarga Capacitiva (CDI)

Motos e motosserras usam um capacitor carregado a 400 V que descarrega na bobina de ignição, gerando faíscas de alta energia na vela.

Corrente de Fuga (Leakage Current)

Em marcapassos cardíacos, capacitores com corrente de fuga infinitesimal são cruciais para que a bateria interna dure mais de 10 anos.

Acoplamento Inter-estágio de RF

Em transmissores de celular, pequenos capacitores de picofarads acoplam antenas garantindo casamento de impedância e fluxo máximo de sinal.