Cap. 2.4. Os Componentes: Capacitor de Cerâmica
  • Leonardo Ritter; Drano Rauteon

Cap. 2.4. Os Componentes: Capacitor de Cerâmica


Mais um artigo da série sobre eletrônica, desta vez sobre o capacitor de cerâmica! Este modelo possui capacitância na faixa dos Pico Farads (pF) e Nano Farads (nF) e pode trabalhar em circuitos de alta ou baixa frequência pois, possui uma baixa indutância.

Caso você não tenha lido a introdução sobre capacitores, isto é, os Capítulos 2.0 e 2.1, aconselho você a ler para que entenda melhor os termos utilizados neste texto e o funcionamento de capacitores

Para ler o Capítulo 2.0, basta CLICAR AQUI para acessar!

Para ler o Capítulo 2.1, basta CLICAR AQUI para acessar!

Abaixo você vê o diagrama de blocos de uma capacitor de cerâmica:

Como você pode ver na imagem, há apenas um disco de cerâmica, um ótimo dielétrico para capacitores. Este disco é dimensionado para ter uma determinada rigidez dielétrica para que o capacitor consiga suportar uma determinada carga e uma determinada tensão de trabalho. O tamanho dos dielétricos também deve ser levado em conta, afinal, até que a rigidez dielétrica da cerâmica seja superada, a carga ficará contida nas armaduras.

O capacitor de cerâmica não possui polaridade, ou seja, ele pode ser posicionado de qualquer maneira entre os polos positivo e negativo, já que não há diferença de tamanho nos dois eletrodos. Há também, uma capa de material isolante, normalmente resinas, que cobrem o núcleo do componente. Esta resina também deve ser compatível com as especificações do restante do componente para que a temperatura de trabalho não a faça derreter ou queimar.

Mas como é feito o capacitor cerâmico?

Primeiramente, pó de cerâmica pura de Titânio ou de Bário, principalmente, é utilizada para a construção destes componentes. O pó de cerâmica é prensado e comprimido para formar o dielétrico. Este dielétrico pode ser em forma de disco ou uma pastilha retangular (são os principais formatos de capacitores cerâmicos). Estas pastilhas vão para um forno, para um tratamento de temperatura. Ao sair do forno, as pastilhas são inspecionadas e vão para uma outra máquina que vaporiza Prata nas duas faces, formando assim os eletrodos. Os dois pinos, ou melhor dizendo, os terminais, são soldados nos eletrodos. Após isso, é dado um banho de materiais químicos para desengordurar, tirar a contaminação para que daí possa ser aplicada a camada de resina para isolar e reforçar o componente.

Vale lembrar que, existem capacitores de cerâmica SMD (Surface Mounting Devices - Dispositivo de Montagem em Superfície) que utilizam o mesmo método de fabricação. Abaixo, capacitores cerâmicos SMD:

Os terminais dos capacitores cerâmicos SMD são pequenas chapinhas de metal soldadas sobre o metal vaporizado.

Há também os capacitores tubulares, isto é, que utilizam um tubo de cerâmica e com a vaporização de material metálico em suas bordas, onde é soldado o terminais. O capacitor SMD e o tubular também recebem um isolamento de resina, normalmente é resina de epóxi.

Veja abaixo, imagens dos vários formatos e cores de capacitores cerâmicos:

O capacitor cerâmico de cor azul na imagem, é muito utilizado em aparelhos eletrônicos para filtrar transientes oriundos da rede elétrica. Estes modelos possuem características mais robustas (tensão e capacitância). Existem duas formas de aplicação: a "X" e a "Y". Ambas serão explicadas em artigos futuros!

Existe também o capacitor cerâmico multicamadas (multilayer). Estes capacitores são uma espécie de "sanduíche" de chapas de cerâmica intercaladas com chapas de metal. Veja o diagrama abaixo:

A quantidade de chapas de metal e de cerâmica pode variar de acordo com a capacitância, tensão e outras características do capacitor. Estes capacitores apresentam baixas perdas, alta resistência de isolação, capacitância estável e alta capacitância em pequenas dimensões.

Outro modelo de capacitor, que já não é fácil de se encontrar nas lojas, apenas em equipamentos muito antigos, é o capacitor "plate". Esses capacitores eram utilizados em circuitos UHF e VHF, principalmente, e também há modelos com capacitância na casa dos nanoFarads. Veja abaixo, uma imagem de capacitores plate:

Na comunidade eletrônica há alguns que elogiam e outros que reclama dos capacitores plate. Em lugares muito úmidos eles se deterioravam com facilidade, mas ao mesmo tempo apresentavam baixa tolerância, eram bem pequenos e estáveis. O sistema de identificação destes capacitores era por uma tabela de cores, que é apresentada logo abaixo, na sequência deste texto.

Como fazemos para saber quantos Pico Farads ou nano Farads possui um determinado capacitor cerâmico? Aí temos um problema! Vários modelos informam a capacitância na carcaça, outros apenas um código que deve ser traduzido e outros não informam nada!

Os capacitores que não possuem nenhuma inscrição, na maioria das vezes são os SMD que, por serem muito pequenos, não sobra espaço no invólucro para informar seus especificações, desta forma, apenas tendo o diagrama do circuito e sendo um bom técnico para descobrir!

Capacitores cerâmicos de tamanhos comuns, apresentam um código com alguns números e até uma ou duas letras. Veja a tabela abaixo:

É uma tabela de multiplicadores, similar a utilizada em resistores: Os primeiros dois dígitos devem ser concatenados com a quantidade de zeros que o último representa.

EXEMPLOS:

Devemos concatenar o valor 20 com 0, já que o número 1 representa a adição de um zero. Desta forma temos 200 pF (Pico Farads).

Da mesma forma que aconteceu no exemplo acima, o "3" vale três zeros, portanto, temos o valor 42 + 000 que é igual a 42.000 pF ou simplesmente 42 nF (Nano Farads).

O número 2 vale "00", portanto, temos 67 + 00 que é igual a 6700 pF ou simplesmente 6,7 pF. Quando aparecer valores com a letra "k" no meio, por exemplo, 4k7, 2k3, significa a mesma coisa: para 4k7 temos 4700 pF e para 2k3 temos 2300 pF.

Quando aparecer a letra "n" também devemos leva-la em consideração. Por exemplo, os valores 2n2 e 4n3 significam 2,2 nF (2200 pF) e 44.300 nF (44,3 pF), respectivamente.

Há apenas dois dígitos, e agora? Este capacitor vale 47 pF.

Quando aparecer valores com a letra 0 no final, como por exemplo, 100, 500, devemos ignorá-lo. Assim, para 100 temos 10 pF e para 500 temos 50 pF.

Alguns modelos de capacitores apresentam seu valor exato na carcaça, portanto para saber e utilizam o sistema de codificação explicado acima ou se apresentam o valor real na carcaça, só vendo no diagrama do circuito em questão!

Por exemplo, podemos encontrar capacitores de cerâmica com valor 452 e ele realmente ser de 452 pF. Podemos achar capacitores com o valor 200 e ele ter 200pF.

Outros capacitores possuem a mesma forma de identificação mostrada nos exemplos acima, mas uma letra após o número, que identifica a tolerância do capacitor, além de uma listra no topo do componente que identifica o coeficiente de temperatura.

Esse sistema é o norte-americano. A tabela com a tolerância que cada letra representa é mostrada abaixo:

Note que, mais abaixo mostramos o sistema de identificação para alguns capacitores SMD e eles utilizam a mesma tabela de letras.

Para capacitores cerâmicos com sistema de identificação europeu, segue a lista:

Um sistema de identificação de capacitância muito antigo e já abandonado, é o de código de cores. Ele funciona da mesma forma que os resistores. São 3 listras, sendo que, o primeiro e o segundo valor devem ser concatenados e multiplicados pelo terceiro. Alguns capacitores apresentam apenas duas listras, mas isso é devido a idade dos componentes que, com o tempo, a cor marrom da listra vai se desbotando e ficando imperceptível.

Não há um padrão principal de nomenclatura. Alguns poucos capacitores cerâmicos SMD podem ter os mesmos sistemas de identificação descritos neste texto, mas mesmo assim você pode confundi-los com resistores SMD, pois estes componentes em formato miniatura são, em muitos casos, completamente idênticos.

Abaixo, uma tabela com um sistema de nomenclatura utilizado em alguns capacitores cerâmicos SMD:

Por exemplo, um capacitor cerâmico SMD com a inscrição "A1" significa que ele possui 100 pF.

Mas calma que não é só isso! Temos que ver os valores de tolerância destes capacitores. Normalmente, além dos números, há uma letra. Observe a tabela abaixo:

Por exemplo, um capacitor cerâmico com o valor 47H significa que, ele possui 47 pF e uma tolerância de +/- 3 %.

Outro fator que pode confundir o técnico, são as faixas de temperatura que o capacitor cerâmico suporta e que, também são representadas por letras e números. Vários capacitores podem vir com este valor também,

Existem duas tabelas padronizadas pelo EIA para o coeficiente de temperatura. A primeira é apresentada abaixo:

Capacitores com o código NP0 ou um risco preto na parte de cima do disco, significa que o coeficiente de temperatura é nulo ou compensado.

O segundo sistema de codificação para limites de temperatura é apresentado abaixo:

Por exemplo, um capacitor cerâmico com a inscrição 47 Z2P significa que, ele possui 47 pF, trabalha entre -10º C a +45º C e possui tolerância de +/- 10 %.

Vale lembrar que, alguns modelos de capacitores cerâmicos, principalmente os em formato de disco, as vezes vem com o valor de tensão impresso. Normalmente, estes capacitores não informam os valores de tensão, pois suportam um valor bem alto e com boa tolerância.

Para os capacitores plate, uma tabela de cores era utilizada, e ela é apresentada abaixo:

A tolerância destes capacitores e outras características devem ser procuradas no datasheet.

Existem outros sistemas de nomenclatura menos utilizados para capacitores cerâmicos. Os apresentados aqui são os mais utilizados pela EIA (Electronic Industries Alliance - Aliança das Indústrias de eletrônicos). Como você pode ver, sempre haverá confusão na hora de identificar um capacitor cerâmico!

Se você gostou do artigo é só curtir e compartilhar! Caso tenha ficado com alguma dúvida, mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com.

FONTES e CRÉDITOS

Textos, imagens e tabelas: Leonardo Ritter; Google imagens.

Fontes: Instituto Newton C. Braga; Grupo Alternativo de Carga Pesada (site); Wikipedia (somente artigos com fontes verificadas!); Eletrônica Aqui; Livro "Eletrônica Para Autodidatas, Estudantes e Técnicos" do Gabriel Torres.

Ultima atualização: 23 de Julho de 2019.


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