Capacitores para instalações elétricas CA

No artigo "Capacitores: finalidade, dispositivo, princípio de ação" Foi dito sobre capacitores eletrolíticos. Eles são usados ​​principalmente em circuitos DC, como capacidades de filtro em retificadores. Além disso, eles não podem prescindir da separação dos circuitos de fonte de alimentação de cascatas de transistor, estabilizadores e filtros de transistor. Além disso, como foi dito no artigo, eles não permitem corrente contínua, mas não querem trabalhar com corrente alternada.

Existem capacitores não polares para circuitos CA e muitos de seus tipos indicam que as condições operacionais são muito diversas. Nos casos em que é necessária alta estabilidade dos parâmetros e a frequência é alta o suficiente, são utilizados capacitores de ar e cerâmica.

Os parâmetros desses capacitores estão sujeitos a requisitos maiores. Antes de tudo, é uma alta precisão (baixa tolerância), além de um coeficiente de temperatura insignificante da capacitância TKE. Como regra, esses capacitores são colocados nos circuitos oscilatórios do equipamento de rádio receptor e transmissor.

Se a frequência é pequena, por exemplo, a frequência da rede de iluminação ou a frequência da faixa de som, é bem possível usar papel e capacitores de papel.

Os capacitores dielétricos de papel são revestidos com uma fina folha de metal, geralmente alumínio. A espessura das placas varia entre 5 ... 10 μm, o que depende do design do capacitor. Um dielétrico de papel capacitor impregnado com uma composição isolante é incorporado entre as placas.

Para aumentar a tensão operacional do capacitor, o papel pode ser colocado em várias camadas. Todo esse pacote é torcido como um tapete e colocado em uma caixa redonda ou retangular. Nesse caso, é claro, são tiradas conclusões das placas, e o caso desse capacitor não está conectado a nada.

Os capacitores de papel são usados ​​em circuitos de baixa frequência com altas tensões operacionais e correntes significativas. Uma dessas aplicações muito comuns é a inclusão de um motor trifásico em uma rede monofásica.

Nos capacitores de papel metálico, o papel das placas é desempenhado por uma fina camada de metal pulverizado a vácuo sobre um papel capacitor, do mesmo alumínio. O design dos capacitores é o mesmo dos de papel, no entanto, as dimensões são muito menores. O escopo dos dois tipos é aproximadamente o mesmo: circuitos de corrente contínua, pulsante e alternada.

O design de capacitores de papel e de papel metálico, além da capacitância, fornece a esses capacitores uma indutância significativa. Isso leva ao fato de que, com alguma frequência, o capacitor de papel se transforma em um circuito oscilatório ressonante. Portanto, esses capacitores são usados ​​apenas em frequências não superiores a 1 MHz. A Figura 1 mostra o papel e os capacitores de papel produzidos na URSS.

Figura 1 Papel e capacitores de papel para circuitos CA

Capacitores antigos de papel e metal tinham a propriedade de autocura após a avaria. Estes eram capacitores dos tipos MBG e MBGCH, mas agora foram substituídos por capacitores por um dielétrico cerâmico ou orgânico dos tipos K10 ou K73.

Em alguns casos, por exemplo, em dispositivos de armazenamento analógicos ou de outra forma, dispositivos de armazenamento de amostras (SEC), requisitos especiais são impostos aos capacitores, em particular, baixa corrente de fuga. Em seguida, os capacitores são resgatados, cujos dielétricos são feitos de materiais com alta resistência. Antes de tudo, são capacitores fluoroplásticos, de poliestireno e de polipropileno.Resistência de isolamento ligeiramente mais baixa em capacitores de mica, cerâmica e policarbonato.

Os mesmos capacitores são usados ​​em circuitos pulsados ​​quando é necessária alta estabilidade. Antes de tudo, para a formação de vários atrasos no tempo, pulsos de uma determinada duração, bem como para definir as frequências de operação de vários geradores.

Para tornar os parâmetros de tempo do circuito ainda mais estáveis, em alguns casos, recomenda-se o uso de capacitores com tensão de operação aumentada: não há nada errado em instalar um capacitor com tensão de operação de 400 ou mesmo 630 V em um circuito com tensão de 12V. Esse capacitor ocupará lugares, é claro, mais, mas a estabilidade de todo o circuito como um todo também aumentará.

A capacitância elétrica dos capacitores é medida em Farads F (F), mas esse valor é muito grande. Basta dizer que a capacidade do globo não excede 1F. De qualquer forma, é exatamente isso que está escrito nos livros didáticos de física. 1 Farad é a capacidade na qual, com uma carga de q por 1 pendente, a diferença de potencial (tensão) nas placas do capacitor é de 1V.

Segue-se do que acabamos de dizer que Farada é um valor muito grande, portanto, na prática, unidades menores são mais frequentemente usadas: microfarads (μF, μF), nanofarads (nF, nF) e picofarads (pF, pF). Esses valores são obtidos usando prefixos fracionários e múltiplos, mostrados na tabela na Figura 2.

Figura 2

As peças modernas estão se tornando menores, portanto nem sempre é possível colocar uma marca completa nelas, elas estão cada vez mais usando vários sistemas de símbolos. Todos esses sistemas na forma de tabelas e explicações para eles podem ser encontrados na Internet. Em capacitores projetados para montagem SMD, na maioria das vezes não há sinais. Seus parâmetros podem ser lidos na embalagem.

Para descobrir como os capacitores se comportam nos circuitos CA, propõe-se fazer algumas experiências simples. Ao mesmo tempo, não há requisitos especiais para capacitores. O papel ou capacitores de papel mais comuns são bastante adequados.

Capacitores conduzem corrente alternada

Para verificar isso em primeira mão, basta montar um diagrama simples mostrado na Figura 3.

Figura 3

Primeiro você precisa acender a lâmpada através dos capacitores C1 e C2 conectados em paralelo. A lâmpada acenderá, mas não com muito brilho. Se agora adicionarmos outro capacitor C3, a luminescência da lâmpada aumentará acentuadamente, o que indica que os capacitores resistem à passagem de corrente alternada. Além disso, uma conexão paralela, isto é, aumento da capacidade, essa resistência diminui.

Daí a conclusão: quanto maior a capacitância, menor a resistência do capacitor à passagem de corrente alternada. Essa resistência é chamada capacitiva e é referida nas fórmulas como Xc. Xc também depende da frequência da corrente, quanto maior, menos Xc. Isso será discutido mais tarde.

Outra experiência pode ser feita usando um medidor de eletricidade, desconectando todos os consumidores anteriormente. Para fazer isso, você precisa conectar em paralelo três capacitores de 1 μF e apenas conectá-los a uma tomada. Obviamente, é preciso ter muito cuidado, ou mesmo soldar um plugue padrão nos capacitores. A tensão de operação dos capacitores deve ser de pelo menos 400V.

Após essa conexão, basta observar o medidor para garantir que ele fique parado, embora se calcule que esse capacitor seja equivalente em resistência a uma lâmpada incandescente com uma potência de cerca de 50W. A questão é: por que não gira o balcão? Isso também será discutido no próximo artigo.

Boris Aladyshkin