Como saber a polaridade de um capacitor eletrolítico

Os capacitores têm uma variedade de designs para uso em aplicações de computação e filtragem de sinal elétrico em circuitos. Apesar das diferenças nas formas como são construídos e para que são usados, todos eles funcionam através dos mesmos princípios eletroquímicos.

Quando os engenheiros os constroem, eles levam em consideração quantidades como valor de capacitância, tensão nominal, tensão reversa e corrente de fuga para garantir que sejam ideais para seus usos. Quando você quiser armazenar uma grande quantidade de carga em um circuito elétrico, aprenda mais sobre capacitores eletrolíticos.

Para descobrir a polaridade do capacitor, a faixa em um capacitor eletrolítico indica a extremidade negativa. Para capacitores com chumbo axial (em que os fios saem das extremidades opostas do capacitor), pode haver uma seta que aponta para a extremidade negativa, simbolizando o fluxo de carga.

Certifique-se de saber qual é a polaridade de um capacitor para que você possa conectá-lo a um circuito elétrico na direção apropriada. A fixação na direção errada pode causar curto-circuito ou superaquecimento do circuito.

• Você pode determinar a polaridade de um capacitor eletrolítico medindo sua queda de tensão e capacitância em um circuito elétrico. Preste muita atenção ao lado positivo e negativo do capacitor para não danificá-lo ou ao resto do circuito. Use precauções de segurança ao trabalhar com capacitores.

Em alguns casos, a extremidade positiva do capacitor pode ser mais longa do que a negativa, mas você precisa ter cuidado com este critério porque muitos capacitores têm seus cabos cortados. Um capacitor de tântalo às vezes pode ter um sinal de mais (+) indicando a extremidade positiva.

Alguns capacitores eletrolíticos podem ser usados ​​de maneira bipolar, o que permite inverter a polaridade quando necessário. Eles fazem isso alternando entre o fluxo de carga por meio de um circuito de corrente alternada (CA).

Alguns capacitores eletrolíticos são projetados para operação bipolar por meio de métodos não polarizados. Esses capacitores são construídos com duas placas anódicas conectadas em polaridade reversa. Em porções sucessivas do ciclo ac, um óxido funciona como um dielétrico de bloqueio. Impede que a corrente reversa destrua o eletrólito oposto.

Um capacitor eletrolítico usa um eletrólito para aumentar a quantidade de capacitância ou sua capacidade de armazenar carga que pode atingir. Eles são polarizados, o que significa que suas cargas se alinham em uma distribuição que os permite armazenar a carga. O eletrólito, neste caso, é um líquido ou gel que possui uma grande quantidade de íons que o torna facilmente carregado.

Quando os capacitores eletrolíticos são polarizados, a tensão ou potencial no terminal positivo é maior que no negativo, permitindo que a carga flua livremente por todo o capacitor.

Quando o capacitor é polarizado, geralmente é marcado com um menos (-) ou mais (+) para indicar as extremidades negativa e positiva. Preste muita atenção a isso porque, se você conectar um capacitor em um circuito da maneira errada, ele pode entrar em curto circuito, como em, uma corrente tão grande flui através do capacitor que pode danificá-lo permanentemente.

Embora uma grande capacitância permita que os capacitores eletrolíticos armazenem grandes quantidades de carga, eles podem estar sujeitos a vazamentos correntes e pode não atender às tolerâncias de valor adequadas, a quantidade que uma capacitância pode variar para a prática finalidades. Certos fatores de projeto também podem limitar a vida útil dos capacitores eletrolíticos se os capacitores estiverem sujeitos a se desgastarem facilmente após o uso repetido.

Por causa dessa polaridade de um capacitor eletrolítico, eles devem ser polarizados para frente. Isso significa que a extremidade positiva do capacitor deve estar em uma tensão mais alta do que a negativa, de modo que a carga flua através do circuito da extremidade positiva para a negativa.

Conectar um capacitor a um circuito na direção errada pode danificar o material de óxido de alumínio que isola o capacitor ou causar um curto-circuito. Também pode causar superaquecimento, fazendo com que o eletrólito aqueça demais ou vaze.

Antes de medir a capacitância, você deve estar ciente das precauções de segurança ao usar um capacitor. Mesmo depois de remover a alimentação de um circuito, um capacitor provavelmente permanecerá energizado. Antes de tocá-lo, confirme se toda a alimentação do circuito está desligada usando um multímetro para confirme se a alimentação está desligada e você descarregou o capacitor conectando um resistor através do capacitor leva.

Para descarregar um capacitor com segurança, conecte um resistor de 5 watts nos terminais do capacitor por cinco segundos. Use o multímetro para confirmar se a alimentação está desligada. Verifique constantemente se há vazamentos, rachaduras e outros sinais de desgaste no capacitor.

•••Syed Hussain Ather

O símbolo do capacitor eletrolítico é o símbolo geral de um capacitor. Os capacitores eletrolíticos são representados nos diagramas de circuito, conforme mostrado na figura acima, para os estilos europeu e americano. Os sinais de mais e menos indicam os terminais positivo e negativo, o ânodo e o cátodo.

Como a capacitância é um valor intrínseco a um capacitor eletrolítico, você pode calculá-lo em unidades de farads como C = ε_r ε₀ De Anúncios para a área de sobreposição das duas placas UMA em m², ε_r como a constante dielétrica adimensional do material, ε₀ como a constante elétrica em farads / metro, ed como a separação entre as placas em metros.

Você pode usar um multímetro para medir a capacitância. O multímetro funciona medindo a corrente e a tensão e usando esses dois valores para calcular a capacitância. Defina o multímetro para o modo de capacitância (normalmente indicado por um símbolo de capacitância).

Após o capacitor ter sido conectado ao circuito e dado tempo suficiente para carregá-lo, desconecte-o do circuito seguindo as precauções de segurança que acabamos de descrever.

Conecte os fios do capacitor aos terminais do multímetro. Você pode usar um modo relativo para medir a capacitância dos cabos de teste em relação um ao outro. Isso pode ser útil para valores de baixa capacitância que podem ser mais difíceis de detectar.

Tente usar vários intervalos de capacitância até encontrar uma leitura que seja precisa com base na configuração do circuito elétrico.

Os engenheiros usam multímetros para medir a capacitância com freqüência para motores monofásicos, equipamentos e máquinas de tamanho pequeno para aplicações industriais. Os motores monofásicos funcionam criando um fluxo alternado no enrolamento do estator do motor. Isso permite que a corrente alterne de direção enquanto flui através do enrolamento do estator, conforme governado pelas leis e princípios da indução eletromagnética.

Os capacitores eletrolíticos, em particular, são melhores para usos de alta capacitância, como circuitos de alimentação e placas-mãe de computadores.

A corrente induzida no motor, então, produz seu próprio fluxo magnético em oposição ao fluxo do enrolamento do estator. Como os motores monofásicos podem estar sujeitos a superaquecimento e outros problemas, é necessário verificar sua capacitância e capacidade de trabalhar com multímetros para medir a capacitância.

O mau funcionamento dos capacitores pode limitar sua vida útil. Capacitores em curto-circuito podem até danificar partes do mesmo, de modo que ele pode não funcionar mais.

Os engenheiros constroem capacitores eletrolíticos de alumínio usando folhas de alumínio e espaçadores de papel, dispositivos que causam flutuações na voltagem para evitar vibrações prejudiciais, que ficam embebidos no fluido eletrolítico. Eles normalmente cobrem uma das duas folhas de alumínio com uma camada de óxido no ânodo do capacitor.

O óxido nesta parte do capacitor faz com que o material perca elétrons durante o processo de carregamento e armazenamento de carga. No cátodo, o material ganha elétrons durante o processo de redução da construção do capacitor eletrolítico.

Em seguida, os fabricantes continuam a empilhar o papel embebido em eletrólito com o cátodo, conectando-os um ao outro em um circuito elétrico e enrolando-os em uma caixa cilíndrica que é conectada ao o circuito. Os engenheiros geralmente optam por organizar o papel em uma direção axial ou radial.

Os capacitores axiais são feitos com um pino em cada extremidade do cilindro, e os projetos radiais usam ambos os pinos no mesmo lado da caixa cilíndrica.

A área da placa e a espessura eletrolítica determinam a capacitância e permitem que os capacitores eletrolíticos sejam candidatos ideais para aplicações como amplificadores de áudio. Capacitores eletrolíticos de alumínio são usados ​​em fontes de alimentação, placas-mãe de computadores e equipamentos domésticos.

Esses recursos permitem que os capacitores eletrolíticos armazenem muito mais carga do que outros capacitores. Capacitores de camada dupla, ou supercapacitores, podem até atingir capacitâncias de milhares de farads.

Os capacitores eletrolíticos de alumínio usam o material de alumínio sólido para criar uma "válvula" de modo que uma tensão positiva no eletrolítico líquido permite formar uma camada de óxido que atua como um dielétrico, um material isolante que pode ser polarizado para evitar cargas de fluindo. Os engenheiros criam esses capacitores com um ânodo de alumínio. Isso é usado para fazer as camadas do capacitor e é ideal para armazenar carga. Os engenheiros usam dióxido de manganês para criar o cátodo.

Esses tipos de capacitores eletrolíticos podem ainda ser divididos em tipo de folha plana fina e tipo de folha gravada. O tipo de folha simples são aqueles que acabaram de ser descritos, enquanto os capacitores do tipo folha gravada usam óxido de alumínio no ânodo e folhas catódicas que foram gravadas para aumentar a área de superfície e permissividade, a medida da capacidade de um material para armazenar cobrar.

Isso aumenta a capacitância, mas também prejudica a capacidade do material de tolerar altas correntes diretas (CC), o tipo de corrente que viaja em uma única direção em um circuito.

Os tipos de eletrólitos usados ​​nos capacitores de alumínio podem diferir entre dióxido de manganês sólido não sólido e polímero sólido. Eletrólitos não sólidos ou líquidos são comumente usados ​​porque são relativamente baratos e se adaptam a uma variedade de tamanhos, capacitâncias e valores de voltagem. No entanto, eles apresentam grandes perdas de energia quando usados ​​em circuitos. O etilenoglicol e os ácidos bóricos constituem os eletrólitos líquidos.

Outros solventes como dimetilformamida e dimetilacetamida também podem ser dissolvidos em água para uso. Esses tipos de capacitores também podem usar eletrólitos sólidos, como dióxido de manganês ou um eletrólito de polímero sólido. O dióxido de manganês também é econômico e confiável em temperaturas e valores de umidade mais altos. Eles têm menos corrente de fuga DC e uma grande quantidade de condutividade elétrica.

Os eletrólitos são escolhidos para resolver os problemas dos fatores de dissipação elevados, bem como as perdas gerais de energia dos capacitores eletrolíticos.

O capacitor de tântalo é usado principalmente em dispositivos de montagem em superfície em aplicações de computação, bem como em equipamentos militares, médicos e espaciais.

O material de tântalo do ânodo permite que oxidem facilmente, assim como o capacitor de alumínio, e também permite que eles aproveitem a maior condutividade quando o pó de tântalo é pressionado em um condutor fio. O óxido então se forma na superfície e dentro das cavidades do material. Isso cria uma área de superfície maior para uma maior capacidade de armazenar carga com maior permissividade do que o alumínio.

Os capacitores à base de nióbio usam uma massa de um material ao redor de um condutor de fio que usa oxidação para criar um dielétrico. Esses dielétricos têm maior permissividade do que os capacitores de tântalo, mas usam uma espessura dielétrica maior para uma determinada faixa de tensão. Esses capacitores têm sido usados ​​com mais frequência recentemente porque os capacitores de tântalo se tornaram mais caros.