O que é um capacitor de motor CA?

Na década de 1880, Nikola Tesla desenvolveu uma série de motores elétricos de corrente alternada (CA). Eles dependiam de energia polifásica - ou seja, duas ou três alimentações elétricas CA em sincronia uma com a outra, com uma alimentação projetada para atingir seu máximo antes das outras. A energia polifásica produz um campo magnético giratório que aciona o motor. Hoje, nossas casas têm alimentação CA monofásica. Para fazer os motores CA em seus aparelhos funcionarem, os engenheiros adicionaram capacitores para criar uma fase extra.

Os geradores nas usinas da concessionária de energia elétrica produzem eletricidade em três fases distintas. Cada um tem uma corrente alternada de 60 ciclos, mas os ciclos de cada fase começam e terminam em um padrão de sobreposição. As maiores demandas de energia de equipamentos comerciais e industriais exigem o uso de fiação elétrica com todas as três fases.

A maioria das casas tem energia elétrica monofásica ou bifásica, pois é mais barata do que a fiação trifásica. Você pode fazer coisas mais normais com qualquer uma das três fases originais, como ligar um aspirador de pó, uma torradeira ou um computador. A maioria das tomadas em sua casa tem apenas uma fase, medindo 110 volts. Uma tomada de 220 volts terá duas fases.

Um motor elétrico CA possui um rotor interno rodeado por um conjunto de bobinas. Um motor CA trifásico opera diferentes conjuntos de bobinas. Uma fase pode estar se aproximando de um máximo em seu ciclo, a próxima está no máximo, a próxima está diminuindo do máximo. Apenas um conjunto de bobinas por vez cria um campo magnético de força máxima. À medida que cada fase passa por seus ciclos, o ponto magnético máximo gira em torno da circunferência do motor, conduzindo o rotor.

Com a alimentação monofásica, todas as bobinas do motor começam seu ciclo ao mesmo tempo. O campo magnético não gira, então o rotor não pode se mover. Os engenheiros contornaram isso usando uma bobina de partida separada em série com um capacitor. Um capacitor é um pequeno dispositivo eletrônico em forma de cilindro que armazena e libera carga elétrica. Sua capacidade é medida em unidades chamadas farads, com os capacitores iniciais tipicamente tendo cerca de 10 microfarads (milionésimos de um farad). Combinado com a bobina, o capacitor cria uma segunda fase que lidera a primeira em 90 graus. Isso é o suficiente para criar um campo magnético giratório e dar partida no motor. Uma vez que o motor atinge a velocidade, uma chave centrífuga desconecta a bobina de partida e o capacitor, caso contrário, eles interfeririam na eficiência do motor.

Uma variação do esquema do capacitor de partida usa dois capacitores: um grande para dar partida no motor e um menor para mantê-lo funcionando. Isso melhora o desempenho de motores elétricos maiores.