Cap. 2.2b. Os componentes: Capacitor CPA

Cap. 2.2b. Os componentes: Capacitor CPA

11/04/2018

Na foto acima os capacitores sólidos com a marcação "SKW42 560 6,3 V"

 

  Mais um artigo da série sobre eletrônica, desta vez sobre o capacitor CPA!

  CPA é a sigla para Conductive Polymer Aluminium e é dada a todo capacitor que possui um polímero substituindo o eletrólito. Se você leu o artigo sobre capacitores eletrolíticos, o entendimento deste artigo será muito melhor. Caso não tenha lido, acesse:

https://hardwarecentrallr.wixsite.com/hardcentral/single-post/2018/03/21/Cap-11-Os-componentes-Capacitor-eletrol%C3%ADtico

  Capacitores CPA possuem o mesmo princípio de funcionamento de outros capacitores, ou seja, um dielétrico entre dois terminais. Esse dielétrico vai gerar a barreira que só será quebrada quando a carga elétrica dos terminais superar a rigidez dielétrica. No caso dos capacitores eletrolíticos comuns e dos CPA's, o dielétrico é o óxido de alumínio, que está fixo no terminal denominado anion. O papel do eletrólito ou do polímero é melhorar o contato com o polo positivo para que a condutibilidade seja mais eficaz.

  Mas o que faz o polímero ser melhor que o eletrólito? Como foi dito no artigo passado, capacitores eletrolíticos sofrem com a evaporação do eletrólito e pressão interna devido a temperatura e ao uso, e isso torna eles descartáveis muito cedo. Capacitores CPA utilizam um material polimérico sólido que faz o mesmo papel do eletrólito, não estourando ou vazando e tendo mais resistência a temperatura.

  Mas qual a composição do polímero? Os polímeros são formados por macromoléculas, estruturas feitas de monômeros. Os monômeros são unidades que se repetem na estrutura do polímero, podendo ser iguais ou diferentes, formando longas cadeias.

  Os polímeros utilizados em capacitores CPA são sintéticos pois, são feitos de resina de petróleo, carvão mineral ou até mesmo cana-de-açúcar. Esse tipo de polímero pode ser feito sob um processo de poliadição, onde se utiliza unidades de repetição iguais. Estas unidades são colocadas em um reator juntamente com um catalizador que quebra as ligações duplas dos monômeros numa reação em cadeia, e esta reação só termina quando é adicionado um material para encerrar o processo.

  Outro processo que pode ser utilizado é o de policondensação. Neste processo, monômeros diferentes são adicionados ao reator, onde ocorre a eliminação de moléculas de baixa massa molecular, possibilitando que o restante dos monômeros se unam e formem um polímero específico sem a quebra de duplas ligações. Ao contrário da poliadição, a policondensação é um processo lento e que produz polímeros na faixa de 10.000 g/mol contra 20.000 g/mol da poliadição.

   Capacitores sólidos não possuem uma etiqueta em seu invólucro e é isso que os torna diferenciáveis dos capacitores eletrolíticos. As informações de capacitância, tensão e polaridade são impressas na parte de cima do capacitor sólido. Veja a imagem abaixo:

 

  Observe a imagem ao lado. Veja que também não há uma marcação na parte superior para que o capacitor estoure para cima em casos extremos.

  O valor 100 significa que ele tem a capacitância de 100 microFarads e o valor "16V" significa que sua tensão nominal é 16 Volts. O código RN101 é nomenclatura do fabricante (no datasheet deve conter a faixa de temperatura e tolerância para capacitores com este código) e a listra vermelha (pode ser de qualquer outra cor também) é a indicação do polo negativo.

  Marque estes detalhes pois, há capacitores com as mesmas características que estes mas que possuem eletrólito líquido. A única forma de notar a diferença é a marcação na parte superior. Observe a imagem:

  Observe que, há a marcação na parte superior de todos eles, e que o capacitor circulado em vermelho já está vazando. O único capacitor realmente sólido da imagem acima é o que está marcado "100 16V" em preto, ao lado da bobina (este capacitor é do tipo SMD). Pra piorar, estes capacitores são chineses e, como foi dito no artigo passado, os melhores são os japoneses.

  Lembre-se que, ao inverter a polaridade de um capacitor CPA, ele também será danificado, o tornando inutilizável. A sobrecarga de elétrons no polo positivo irá danificar o óxido de alumínio fazendo o componente entrar em curto. A ESR de um capacitor CPA é muito mais baixa devido aos materiais utilizados, e sua degradação é mais lenta, fazendo com que sua vida útil possa ser de décadas e décadas. Veja a imagem abaixo:

  Esta é a parte traseira da embalagem de uma placa de vídeo MSi GTX 1050Ti e mostra a durabilidade de um capacitor sólido: 12 anos se operar sempre no modo gaming (atingindo aproximadamente 70 ºC) ou 40 anos de vida útil se operar sempre em modo normal (atingindo aproximadamente 60 ºC). No caso dos capacitores CPA, para saber a máxima temperatura de operação, corrente de fuga (ripple), ESR e outras características, você deverá procurar pelo datasheet do componente na internet.

  Curiosidade: você pode substituir capacitores eletrolíticos de óxido de Alumínio por capacitores CPA! Mas lembre-se: procure componentes com os mesmos valores de tensão e capacitância dos capacitores que vão ser trocados, e faça isso apenas em caso de extrema necessidade. Não faz sentido trocar peças que ainda estão funcionando bem por outras novas!

  Felizmente, todas as marcas famosas, entre elas a MSi, Asus, Acer, AsRock, GigaByte e Dell utilizam capacitores CPA em todos os circuitos, apesar de algumas ainda utilizam capacitores com eletrólito no circuito de som devido suas características para filtragem de áudio. Placas mais antigas e de baixo custo podem não ter capacitores sólidos.

  Gostou do artigo? Então é só curtir e compartilhar! Achou que falta alguma coisa, ficou com alguma dúvida? Escreva nos comentários ou mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com

CRÉDITOS e FONTES

 

Texto e imagens: Leonardo Ritter

Fontes: InfoEscola; Hardware.com; Micro Star INT`L Co. Ltd.

 

Última atualização: 22 de Julho de 2019.

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