Capacitores: Conceitos e Funcionalidades

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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 89 
180 
180 
178 
178 
178 
180 
182 
182 
184 
187 
187 
187 
189 
191 
191 
193 
200 
196 
196 
196 
198 
200 
200 
203 
205 
205 
205 
208 
210 
210 
213 
 
390 
390 
383 
383 
383 
388 
392 
392 
397 
402 
402 
402 
407 
412 
412 
417 
430 
422 
422 
422 
427 
432 
432 
437 
442 
442 
442 
448 
453 
453 
459 
 
820 
820 
825 
825 
825 
835 
845 
845 
856 
866 
866 
866 
876 
887 
887 
898 
910 
909 
909 
909 
920 
931 
931 
942 
953 
953 
953 
965 
976 
976 
988 
 
33..22.. OOss CCaappaacciittoorreess 
Um capacitor é um dispositivo formado por um par de condutores, geralmente na 
forma de placas, esferas ou laminas, separados por um material dielétrico, que quando 
submetidos a uma diferença de potencial adquirem uma determinada carga elétrica. A essa 
propriedade de armazenamento de carga se denomina capacidade ou capacitância. 
O sistema internacional de unidades define a unidade como Farad (F), sendo 1 farad 
a capacidade de um capacitor, cujas armaduras estão submetidas à diferença de potencial 
de 1 volt, adquirem uma carga elétrica de 1 coulomb. A Figura 3-19 mostra a configuração 
do campo elétrico e as cargas em um capacitor de placas paralelas. 
 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 90 
Figura 3-19 – Campo elétrico em um capacitor de placas paralelas. 
O valor da capacitância pode ser calculado pela seguinte relação: 
V
Q
C = 
Onde C é a capacitância, Q é a carga elétrica e V a diferença de potencial. 
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_i(t) Fluxo de elétrons
+ )( tv
 
Se houver variação no tempo: 
)()( tvCtq ⋅= 
Onde C é a capacitância, q(t) é a carga elétrica que se carrega ou descarrega no 
tempo, C; e v(t) a diferença de potencial que varia no tempo, V. 
No que se refere aos aspectos construtivos, tanto a forma das placas quanto a 
natureza do material dielétrico é altamente variável. Existem capacitores formados por 
placas, geralmente de alumínio, separados por materiais cerâmicos, mica, poliéster, papel, 
óxidos ou até pelo ar. 
A capacitância de 1 farad é muito maior que a maioria dos capacitores comerciais, 
sendo que na prática, costuma-se usar as subunidades micro, nano e picofarads. Os 
capacitores feitos a partir de supercapacitores (EDLC25) são uma exceção. Eles são feitos de 
carvão ativado para conseguir uma grande área relativa e possuem uma separação 
molecular entre as placas. Assim conseguem-se capacitâncias na ordem de centenas ou 
milhares de farad. Um desses capacitores vem incorporado no relógio Kinetic® da Seiko™, 
com uma capacitância de 1/3 de farad, tornando desnecessário o uso de baterias. Também 
estão sendo usados em automóveis elétricos. 
33..22..11.. FFuunnççõõeess 
Os capacitores são usados em várias funções, algumas delas são as seguintes: 
 Filtros; 
 Acoplamento; 
 Bloqueio de CC; 
 
25 EDLC: Electric double-layer capacitors. 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 91 
 Passagem de CA; 
 Desvio; 
 Deslocamento de fase; 
 Compensação de energia reativa; 
 Realimentação; 
 Isolamento; 
 Armazenamento de energia; 
 Sensores (umidade); 
 Sensores de nível; 
 Sensores de deslocamento; 
 Memórias digitais; 
 Supressão de ruído e; 
 Arranque de motores. 
Eles podem devem ser pequenos, leves, confiáveis e robustos para operação em 
condições adversas. 
Se existe uma diferença de potencial entre dois pontos, isolados eletricamente entre 
si, é porque existe um campo elétrico resultante de uma diferença do tipo de carga. A força 
deste campo dependerá da quantidade dessas cargas. A capacitância é o conceito de 
armazenamento de energia em um campo elétrico, e essa depende da área, da forma, da 
distância entre as placas do capacitor e das propriedades do material que as separa. 
 
Figura 3-20 - Capacitor com encapsulamento para SMT. 
33..22..22.. CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddooss CCaappaacciittoorreess 
Quando uma corrente elétrica flui em um capacitor, uma força é estabelecida entre 
duas placas paralelas separadas por um dielétrico. Essa energia é armazenada e permanece 
mesmo depois da entrada ter sido removida. Conectando um condutor (um resistor, fio ou 
até o ar) entre os terminais do capacitor, a carga do mesmo pode rebalancear as cargas, i.e., 
descarregar a sua energia armazenada. 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 92 
O capacitor armazena energia na forma de um campo elétrico quando aumenta a 
diferença de potencial entre os seus terminais, devolvendo-a quando essa diminui. A energia 
armazenada em um capacitor é dada pela seguinte relação: 
22
2 QVVC
E
⋅
=
⋅
= 
Onde E é a energia (J); C é a capacitância (F); V é a tensão aplicada (V); e Q é a carga 
(C). 
 
Figura 3-21 - Capacitores de potência. 
A constante dielétrica de um material determina a energia eletrostática que pode ser 
armazenada nesse material por unidade de volume para uma dada tensão elétrica. O valor 
da constante dielétrica expressa a relação entre um capacitor de placas separado pelo vácuo 
com outro cujas placas está separado por um dado dielétrico. A constante dielétrica do ar é 
aproximadamente igual à do vácuo (que é igual a 1). 
O valor do capacitor de placas paralelas pode ser calculado usando a seguinte 
equação que relaciona a capacitância com o tipo de material e com os fatores geométricos: 
d
A
C
⋅
= ε 
Onde C é a capacitância (F); ε é a constante dielétrica de isolação; d é a distância 
entre as placas (m). 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 93 
Placas
condutoras
Isolante ou
dielétricop
l
d
Placas
condutoras
Isolante ou
dielétricop
l
d
 
Figura 3-22 - Diagrama de um capacitor de placas paralelas. 
Quanto maior for a constante dielétrica, maior a capacitância e vice-versa. A Tabela 
3-8 mostra os valores da constante dielétrica para vários materiais. 
Tabela 3-8 – Comparação entre constantes dielétricas de vários materiais usados como 
dielétricos em capacitores. 
Dielétrico εεεεr 
Ar ou vácuo 1,0 
Papel 2,0 a 6,0 
Plástico 2,1 a 6,0 
Óleo mineral 2,2 a 2,3 
Óleo de silicone 2,7 a 2,8 
Quartzo 3,8 a 4,4 
Vidro 4,8 a 8,0 
Porcelana 5,1 a 5,9 
Mica 5,4 a 8,7 
Óxido de alumínio 8,4 
Pentóxido de tântalo 26 
Cerâmica 12 a 400 000 
A constante dielétrica da maioria dos materiais é afetada pela temperatura e pela 
freqüência, exceto para o quartzo, Styrofoam e Teflon, cujas constantes dielétricas 
permanecem essencialmente constantes. 
TTEENNSSÃÃOO EE CCOORRRREENNTTEE 
A relação entre a tensão e a corrente elétrica em um capacitor pode ser definida a 
partir da seguinteequação diferencial: 
( ) ( )
dt
tdv
Cti = 
Onde i(t) é a função da corrente elétrica no tempo, A; C é a capacitância, F; v(t) é a 
função da tensão elétrica no tempo, V; e t é o tempo, s. 
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i(t)
C
+
v(t)+ -
 
Figura 3-23 - Símbolo do capacitor. 
Ou escrito da forma integral para a tensão elétrica: 
( ) ( )∫ ⋅= dttiCtv
1
 
Das relações colocadas pode se observar que a corrente elétrica num capacitor 
depende da derivada da tensão, ou seja, de como varia a tensão no tempo. Já a tensão do 
capacitor pode ser deduzida pela integração da corrente elétrica no tempo, ou dito de outra 
forma, pela contagem de quantas cargas foram armazenadas ou distribuídas durante um 
intervalo de tempo especificado. 
Comportamento em Corrente ContínuaComportamento em Corrente ContínuaComportamento em Corrente ContínuaComportamento em Corrente Contínua 
Um capacitor real em CC se comporta como um circuito aberto. Na conexão de um 
circuito que apresente uma diferença de potencial a um capacitor, inicia-se com um período 
transitório de carga, e depois de uma carga que permite ao capacitor alcançar uma 
diferença de potencial que anule o fluxo de corrente elétrica, alcança-se um período de 
regime permanente onde ele se comporta como um circuito aberto. 
A Figura 3-24 mostra um circuito onde um capacitor está conectado a uma bateria 
(CC). Após um período transitório o capacitor se carrega até os 12 V da bateria bloqueando a 
passagem de mais corrente. No osciloscópio pode se observar o traço superior que 
corresponde à tensão encima do capacitor, e o traço inferior (praticamente igual a zero, 
diferenciada por pequenos triângulos) que corresponde à saída de uma sonda de corrente. 
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12 V 
A B
Ext Trig
+
+
_
_ + _
1
0
2
 
Figura 3-24 – Circuito com carga capacitiva pura em regime permanente alimentado por 
fonte CC. 
Comportamento em Corrente AlternadaComportamento em Corrente AlternadaComportamento em Corrente AlternadaComportamento em Corrente Alternada 
Em CA um capacitor ideal oferece uma impedância à passagem da corrente, 
recebendo o nome de reatância capacitiva. O valor da reatância capacitiva, denominada 
como XC depende da freqüência de oscilação da fonte de energia e da capacitância. A 
impedância (que neste caso é capacitiva) é uma grandeza fasorial, que possui módulo e 
ângulo (ou parte real e imaginária). No caso da reatância capacitiva pura, somente há a 
parte imaginária. O seu valor é dado por: 
Cj
X C ⋅⋅
=
ω
1
 
Onde XC é a reatância capacitiva, Ω, ω é a freqüência angular de oscilação 
( f⋅⋅= πω 2 ), rad/s; C é a capacitância, F; e j indica que é um componente imaginário da 
impedância complexa que não apresenta parte real. 
Ao conectar uma tensão de alimentação senoidal v(t) a um capacitor, circulará uma 
corrente i(t), também senoidal, que o carregará originando nos seus terminais uma tensão 
do mesmo valor. Ao falar que no capacitor “circula” uma corrente, é necessário colocar que a 
mesma nunca atravessa o dielétrico. O que acontece é que o capacitor se carrega e 
descarrega no mesmo ritmo da freqüência de v(t), aparentando haver uma circulação, 
embora essa nunca exista. 
O comportamento do capacitor em CA pode se observar na Figura 3-25. 
Considerando que o ciclo da onda se repete de 0º a 360º (ou 0 a 2π radianos), observar que 
entre 0º e 90º i(t) diminui desde o seu valor máximo positivo a medida que aumenta a tensão 
v(t), chegando a ser zero quando essa alcança o seu valor máximo aos 90º e aos 180º. Nesse 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 96 
instante o capacitor começa a se descarregar, diminuindo vc(t). Nos 90º o capacitor está 
totalmente descarregado. Nos 180º o capacitor está totalmente descarregado, alcançando i(t) 
o valor máximo negativo. 
12 V 
A B
Ext Trig
+
+
_
_ + _
1
0
2
 
Figura 3-25 – Circuito com carga capacitiva pura em regime permanente alimentado por 
fonte CA. 
 
Pode se deduzir da explicação anterior que em um capacitor a corrente está 
“adiantada26” em 90º com respeito à tensão aplicada. Considerando uma fonte de tensão 
aplicada definida como: 
( )βω +⋅⋅= tsenVtv 0)( 
Desta forma, circulará uma corrente alternada adiantada de 90º (ou π/2) com 
respeito à tensão aplicada, valendo: 





 ++⋅⋅=
2
)( 0
π
βω tsenIti 
Onde I0 é o módulo da corrente inicial que é igual à relação entre a tensão inicial V0 e 
a reatância capacitiva XC. 
CX
V
I 00 = 
A corrente pode ser representada na forma polar da seguinte maneira: 
2πβ += II
ρ
 
 
26 O termo “adiantado” pode ser explicado como sendo a onda senoidal que chega à sua crista no 
menor tempo desde o início dos tempos da aplicação da fonte de energia. Neste caso é a corrente 
elétrica que já parte no seu máximo perto de t = 0 s. 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 97 
90
β
o
I V
 
Matematicamente pode se escrever: 
o
CC X
V
X
V
I
90
2
−
=+=
β
πβ
ρ
 
Portanto, nos circuitos CA um capacitor ideal pode ser imaginado como uma 
magnitude complexa sem parte real e com a parte imaginária negativa. 
o
CCC XjXX 900 −=+= 
Os capacitores reais possuem uma pequena resistência de perda no seu dielétrico, 
apresentando um valor para a parte real, tornando-se uma impedância capacitiva. 
RREEDDEESS DDEE CCAAPPAACCIITTOORREESS 
Quando os capacitores são conectados em série (Figura 3-26), a capacitância total 
equivalente é: 
C2 Cn C1 
 
Figura 3-26 - Capacitores conectados em série. 
n
T
CCCC
C
1111
1
321 +⋅⋅⋅+++
= 
Ou 
nT CCCC
1111
21
+++= Λ 
Ou ainda: 
∑
=
=
n
i TT CC 1
11
 
Sendo que a capacitância resultante é sempre menor que a menor capacitância. 
Quando os capacitores estão conectados em paralelo (Figura 3-27), a capacitância 
total é: 
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nT CCCC +⋅⋅⋅++= 21 
Ou 
∑
=
=
n
i
iT CC
1
 
Sendo que a capacitância resultante é sempre maior que a maior capacitância. 
C1 
C2 
Ci 
Cn 
 
Figura 3-27 - Capacitores conectados em paralelo. 
Quando uma tensão for aplicada a um grupo de capacitores conectados em série, a 
queda de tensão sobre a combinação é igual à tensão aplicada. A queda sobre cada 
capacitor individual é proporcional à sua capacitância, como mostra a seguinte relação: 
T
XA
C
C
CV
V
⋅
= 
Onde VC é tensão sobre o capacitor individual na série (C1, C2, ..., Cn), V; VA é a 
tensão aplicada, V; CT é a capacitância total da combinação, F; e CX é a capacitância do 
capacitor em consideração, F. 
IIMMPPEEDDÂÂNNCCIIAA 
Em um circuito de corrente alternada (CA), a reatância capacitiva, ou impedância, do 
capacitor é dado pela seguinte relação: 
Cf
X C ⋅⋅⋅
=
π2
1Onde XC é a reatância capacitiva, Ω; f é a freqüência, Hz; e C é a capacitância, F. A 
corrente estará adiantada em 90º em um circuito puramente capacitivo. 
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Quando é conectada uma fonte de corrente contínua (CC) a um capacitor, é 
necessário um tempo τ para carregar o capacitor até a tensão aplicada. Este tempo é 
chamado “constante de tempo” e é calculado pela seguinte relação: 
CR ⋅=τ 
Onde τ é o tempo, s; R é a resistência, Ω; e C é a capacitância, F. 
Em um circuito consistindo de uma resistência e uma capacitância, a constante de 
tempo τ é definida como o tempo requerido para que a carga do capacitor atinja 63,2% da 
tensão aplicada. Durante a constante de tempo seguinte, o capacitor carrega mais 63,2% da 
diferença do valor atual com relação ao valor total. A carga em um capacitor nunca pode 
chegar a 100%, no entanto, é considerada como “praticamente” 100% depois de cinco 
constantes de tempo. Se removida a fonte de potencial, o capacitor descarregará na mesma 
taxa. 
A capacitância é expressa em microfarad (µF, ou 10-6 F) o picofarads (PF, ou 10-12 F) 
com uma definição de exatidão ou de tolerância. A tolerância pode ser definida como GMV27 
(valor mínimo garantido), às vezes referenciado como MRV28 (valor mínimo nominal). 
Todos os capacitores possuem uma tensão máxima de tensão que não pode ser 
excedida e essa é uma combinação do valor CC mais o valor de pico AC que pode ser 
aplicado durante a operação. 
FFAATTOORR DDEE QQUUAALLIIDDAADDEE ((QQ)) 
O fator de qualidade é definido como a relação entre a reatância do capacitor e a sua 
resistência interna a uma dada freqüência, e é expresso pela seguinte relação: 
RCf
Q
⋅⋅⋅⋅
=
π2
1
 
Onde Q é o fator de qualidade; f é a freqüência, Hz; C é o valor da capacitância, F; e 
R é a resistência, Ω. 
FFAATTOORR DDEE PPOOTTÊÊNNCCIIAA ((FFPP)) 
O fator de potência é a medida preferida para descrever as perdas do capacitor em 
circuitos CA. O FP é a fração da potência dissipada no dielétrico do capacitor e é 
praticamente independe da capacitância, da tensão aplicada e da freqüência. 
 
27 GMV: Guaranteed Minimum Value. 
28 MRV: Minimum Rated Value. 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 100 
RREESSIISSTTÊÊNNCCIIAA SSÉÉRRIIEE EEQQUUIIVVAALLEENNTTEE ((EESSRR)) 
A resistência série equivalente é expressa em ohms ou miliohm (Ω, mΩ) e é 
resultante das resistências dos leads de conexão e das perdas nas extremidades e no 
material dielétrico. 
IINNDDUUTTÂÂNNCCIIAA SSÉÉRRIIEESS EEQQUUIIVVAALLEENNTTEE ((EESSLL)) 
A indutância série equivalente pode ser útil ou prejudicial. Ela reduz o desempenho 
em altas freqüências, entretanto, ela pode ser útil em conjunção com a capacitância interna 
para formar circuitos ressonantes. 
FFAATTOORR DDEE DDIISSSSIIPPAAÇÇÃÃOO ((DDFF)) 
O fator de dissipação, dado em percentual, é a relação entre a resistência série 
efetiva de um capacitor com a sua reatância numa determinada freqüência. Ele é o 
recíproco do fator de qualidade (Q) e indica a perda de energia dentro do capacitor. Deve ser 
tão baixa quanto possível. 
RREESSIISSTTÊÊNNCCIIAA DDEE IISSOOLLAAÇÇÃÃOO 
A resistência de isolação é a resistência do material dielétrico e determina o tempo 
em que o capacitor, uma vez carregado, irá manter a sua carga. Um capacitor descarregado 
possui uma pequena resistência de isolamento, entretanto, uma vez carregado no seu valor 
nominal, essa aumenta para megohms. A corrente de fuga em um capacitor eletrolítico, por 
exemplo, não deve exceder a seguinte relação: 
30,004,0 +⋅= CI L 
Onde IL é a corrente de fuga, µA; e C é a capacitância, µF. 
AABBSSOORRÇÇÃÃOO DDOO DDIIEELLÉÉTTRRIICCOO ((DDAA)) 
A absorção do dielétrico é a relutância do dielétrico em fornecer os seus elétrons 
armazenados quando o capacitor é descarregado. É chamada freqüentemente de “memória” 
porque se o capacitor é descarregado através de uma resistência e se a mesma for removida, 
os elétrons que permaneceram no dielétrico irão se recombinar nos eletrodos, causando a 
aparição de uma tensão nos terminais do capacitor. 
A DA é testada carregando o capacitor por 5 minutos, descarregando o mesmo 
durante o mesmo período, então deixando o circuito aberto durante 1 minuto, após o qual é 
feita a leitura de tensão. A DA pode ser expressa como percentual da recuperação da tensão 
aplicada. 
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Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 101 
EENNVVEELLHHEECCIIMMEENNTTOO 
A capacitância de certos capacitores diminui com o envelhecimento dos seus 
componentes. Nos capacitores cerâmicos, o envelhecimento é causado pela degradação do 
dielétrico. O tipo de dielétrico e o ambiente de operação ou a temperatura de 
armazenamento são os fatores de envelhecimento mais significativos, enquanto que a tensão 
de operação possui um efeito pequeno comparado. O processo de envelhecimento pode ser 
revertido pelo aquecimento do componente acima do ponto de Courie. O envelhecimento é 
maior no início da vida útil do componente, estabilizando-se com o tempo. Os capacitores 
eletrolíticos envelhecem a medida que o eletrólito evapora. Diferente dos capacitores 
cerâmicos, isso ocorre perto do final da vida útil do componente. 
EENNCCAAPPSSUULLAAMMEENNTTOO 
Os capacitores possuem as suas placas arranjadas em muitas configurações, por 
exemplo, de forma axial ou radial. Os pequenos e baratos capacitores cerâmicos discoidais 
existem desde 1930 e permanecem úteis até os dias de hoje. No início da década de 1980 
começaram a ser usados os encapsulamentos para montagem de superfície (SMT). Esses 
encapsulamentos são extremamente pequenos e não possuem leads de conexão, tendo de 
ser soldados diretamente nas placas de circuito impresso. Os componentes SMD evitam os 
indesejáveis efeitos das altas freqüências induzidos nos leads e simplificam a montagem 
automatizada, no entanto, dificultam a montagem manual devido ao pequeno tamanho. 
 
Figura 3-28 – Capacitores SMD e through hole. 
33..22..33.. TTiippooss ddee CCaappaacciittoorreess 
Os capacitores podem ser classificados de acordo com o seu material dielétrico e a 
sua configuração mecânica em: capacitores cerâmicos, de filme, de mica, de papel e 
eletrolíticos. 
CCAAPPAACCIITTOORREESS CCEERRÂÂMMIICCOOSS 
Os capacitores cerâmicos são usados freqüentemente em aplicações de acoplamento 
e desvio (Figura 3-29). Os capacitores cerâmicos podem ser produzidos com uma grande 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 102 
variedade de valores de k (constante dielétrica). Um elevado valor de k se traduz em menor 
tamanho e menor estabilidade. Os capacitores de k elevado com constante dielétrica maior 
que 3 000 são fisicamente pequenos e podem apresentar valores entre 1 nF até muitos µF. 
 
Uma boa estabilidade em temperatura requer capacitores com valores de k entre 10 
e 200. Se for necessário um elevado valor de Q, o capacitor deve ser fisicamente maior. Os 
capacitores cerâmicos com variação zero com a temperatura são chamados NPO (negative-
positive-zero) e possuem capacitânciasna faixa de 1,0 pF a 33 nF. 
 
Figura 3-29 - Capacitor cerâmico multicamadas. 
Um capacitor N750 com compensação de temperatura é usado quando se requer de 
uma capacitância exata em uma grande faixa de temperaturas. O número 750 indica um 
decréscimo de 750 ppm na capacitância quando a temperatura aumenta em 1ºC (750 
ppm/ºC). Por exemplo, pode se dizer que haverá uma diminuição de 1,5% do valor da 
capacitância para cada incremento de 20ºC. Os capacitores N750 são fabricados em valores 
de 4,0 a 680 pF. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 103 
CCAAPPAACCIITTOORREESS DDEE FFIILLMMEE MMEETTAALLIIZZAADDOO 
Os capacitores de filme consistem de lâminas alternadas de folha metálica e uma ou 
mais camadas de material plástico isolante flexível (dielétrico), na forma de fita, enrolada e 
encapsulada (Figura 3-30). 
 
Figura 3-30 - Capacitores de filme enrolado. 
 
Figura 3-31 - Capacitores de filme metalizado de poliéster e polipropileno. 
São construídos com lâminas finas de poliéster, policarbonato e polipropileno sobre 
as que se deposita alumínio, que forma as armaduras. As lâminas são empilhadas e se 
conectam pelas extremidades. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 104 
 
Figura 3-32 - Capacitor de polipropileno. 
CCAAPPAACCIITTOORREESS DDEE MMIICCAA 
Os capacitores de mica possuem pequenos valores de capacitância e são geralmente 
usados em circuitos de altas freqüências. Eles são construídos com camadas alternadas de 
uma folha metálica e de um isolamento de mica, que são empilhados e encapsulados. Outra 
forma de fabricação é o recobrimento de eletrodos de prata é recoberto por mica. 
 
Figura 3-33 - Capacitores de mica. 
A mica possui algumas vantagens quando usada como dielétrico: baixas perdas, 
facilidade de esfoliação em pequenas lâminas, suporta altas temperaturas e não se degrada 
por oxidação em ambientes úmidos. Esses capacitores funcionam muito bem nas altas 
freqüências e suportam tensões elevadas. Entretanto, são caros e estão aos poucos sendo 
substituídos por capacitores com outros materiais. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 105 
CCAAPPAACCIITTOORREESS DDEE PPAAPPEELL 
Os capacitores de papel são geralmente usados como dispositivos de arranque de 
motores e funcionam em 50 ou 60 Hz. Eles são fabricados com lâminas alternadas de 
alumínio e de papel parafinado, enroladas uma na outra. 
Os capacitores de papel possuem aplicações em ambientes industriais. Alguns tipos 
são fabricados na forma de capacitores auto-regeneráveis. A diferença dos outros é que 
esses são construídos depositando alumínio sobre o papel. Ante uma situação de sobrecarga 
que supera a rigidez dielétrica do papel, o mesmo se rompe em algum ponto, produzindo um 
pequeno curto-circuito entre as armaduras, mas esse curto-circuito provoca uma alta 
densidade de corrente pelas armaduras na zona em questão. Essa corrente funde a fina 
camada de alumínio que rodeia o curto-circuito, restabelecendo o isolamento entre as 
armaduras. 
CCAAPPAACCIITTOORREESS EELLEETTRROOLLÍÍTTIICCOOSS 
Os capacitores eletrolíticos fornecem alto valor de capacitância em um tamanho 
razoável; entretanto, eles possuem algumas desvantagens. As baixas temperaturas reduzem 
o seu desempenho, e as altas os fazem secar ou destruir. Os eletrólitos em si podem vazar e 
corroer o equipamento. O evento periódico de surtos ou picos na tensão aplicada, correntes 
excessivas de ripple e altas temperaturas de operação, reduzem o desempenho e a vida útil 
desses capacitores. 
Os capacitores eletrolíticos são fabricados pela formação eletroquímica de um filme 
de óxido em uma superfície metálica. O metal no qual o filme de óxido é depositado serve 
como anodo ou terminal positivo do capacitor; o filme de óxido é o dielétrico e; o catodo ou 
terminal negativo é um líquido condutor ou um gel. 
O circuito equivalente de um capacitor eletrolítico é mostrado na Figura 3-34, onde A 
e B são os terminais do capacitor; C é a capacitância efetiva; e L é a auto-indutância do 
capacitor causada pelos terminais, eletrodos e pela geometria. 
 
Figura 3-34 - Circuito equivalente de um capacitor eletrolítico. 
A resistência shunt Rs (desvio de corrente) leva em conta a corrente de fuga CC. É 
gerado calor na resistência ESR devido à corrente de ripple e à resistência shunt pela tensão 
aplicada entre os terminais A e B. A ESR é devida ao sistema óxido-eletrólito cujo valor varia 
muito pouco exceto nas baixas temperaturas, quando aumenta de forma significativa. 
A impedância de um capacitor depende da freqüência (Figura 3-35). A reta de 
inclinação descendente e ocasionada pela reatância capacitiva XC. O ponto de máxima 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 106 
concavidade (ponto de mínimo) é praticamente uma impedância resistiva, e a parte da curva 
de inclinação ascendente é devida à auto-indutância do capacitor XL. 
 
Figura 3-35 - Impedância característica de um capacitor. 
A corrente de fuga é a corrente contínua que passa através do capacitor quando é 
aplicada uma tensão contínua de polarização nos seus terminais. Ela é proporcional à 
temperatura e se torna significativa em altas temperaturas de operação. A corrente de fuga 
diminui lentamente depois que a tensão é aplicada, alcançando uma condição estacionária 
em torno de 10 minutos. 
Se um capacitor eletrolítico for conectado com a polaridade revertida, o filme de 
óxido é polarizado diretamente oferecendo pequena resistência para o fluxo da corrente. Isso 
causa aquecimento e a autodestruição do capacitor. 
O calor total gerado dentro de um capacitor é a soma do calor criado pela IFuga x 
VAplicada e pelas perdas R x I2 da ESR. 
A corrente alternada nominal de ripple é muito importante nas aplicações de filtros 
porque se ela tiver um valor excessivo produzirá um aumento da temperatura e uma 
diminuição da já curta vida útil do capacitor. O valor máximo da corrente de ripple é 
limitado pela temperatura interna e pela taxa de dissipação de calor do capacitor. Quando 
menor o valor da ESR e maior for a área de dissipação de calor, maior será a corrente 
nominal de ripple. 
A expectativa de vida útil de um capacitor eletrolítico duplica para cada 10ºC a 
menos da temperatura de operação, de forma que um capacitor operando à temperatura 
ambiente terá uma expectativa de vida 64 vezes que àquele mesmo capacitor operando a 
85ºC. 
A especificação de tensão de surto de um capacitor determina a sua capacidade de 
agüentar grandes transientes de tensão, que geralmente ocorrem durante o período de 
ligação do aparelho. Os testes padronizados geralmente especificam um curto período em 
que o equipamento está ligado e um longo período desligado para um intervalo de 24 horas 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 107 
ou mais, e a tensão permitida de tesões de surto são geralmente 10% acima da tensão 
nominal do capacitor. 
A Figura 3-36 mostra como a temperatura,freqüência, tempo e tensão aplicada, 
afeta os capacitores eletrolíticos. 
 
Figura 3-36 - Variações nas características dos capacitores eletrolíticos de alumínio, 
causadas pela temperatura, freqüência, tempo e tensão aplicada. 
Capacitores Eletrolíticos de AlumínioCapacitores Eletrolíticos de AlumínioCapacitores Eletrolíticos de AlumínioCapacitores Eletrolíticos de Alumínio 
Os capacitores eletrolíticos de alumínio usam alumínio como material de base 
(Figura 3-38). A superfície dos condutores é freqüentemente enrolada para aumentar a 
superfície da folha condutora em 100 vezes ou mais, resultando em capacitâncias maiores 
no mesmo volume. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 108 
 
Figura 3-37 - Capacitores eletrolíticos de alumínio. 
Os capacitores eletrolíticos de alumínio podem agüentar até 1,5 V de tensão reversa 
sem apresentar danos permanentes. Tensões reversas maiores, quando aplicadas por longos 
períodos, levam à perda da capacitância. Tensões reversas excessivas por curtos períodos 
causam alguma alteração no valor da capacitância mas não levam o capacitor a falhar. 
 
Figura 3-38 – Visão interna de um capacitor eletrolítico de alumínio. 
Os capacitores com grandes valores de capacitância são comumente usados nas 
fontes de alimentação de corrente contínua. Depois que um capacitor é carregado, o 
retificador para de conduzir e o capacitor descarrega na carga, como mostra a Figura 3-39, 
até o ciclo seguinte. Então o capacitor se carrega novamente até a tensão de pico. O ∆e é 
igual à tensão total de ripple de pico-a-pico, e é uma onda complexa contendo muitas 
harmônicas da freqüência fundamental de ripple, causando um aquecimento considerável 
no capacitor. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 109 
 
Figura 3-39 – Carga e descarga de um capacitor de uma fonte retificada. 
Capacitores Eletrolíticos de TântaloCapacitores Eletrolíticos de TântaloCapacitores Eletrolíticos de TântaloCapacitores Eletrolíticos de Tântalo 
Os capacitores eletrolíticos de tântalo é o tipo preferido quando se precisa ter alta 
confiabilidade e longa vida útil. Os capacitores de tântalo possuem três vezes melhor 
capacitância por eficiência de volume que os capacitores eletrolíticos de alumínio, devido a 
que o pentóxido de tântalo possui uma constante dielétrica três vezes maior que a do óxido 
de alumínio. 
 
Figura 3-40 - Capacitores de tântalo. 
Nos capacitores de tântalo eletrolítico, a distância entre as placas é a espessura do 
filme de pentóxido de tântalo, e sendo a constante dielétrica do pentóxido de tântalo muito 
elevada, resultam em altos valores de capacitância. Existem basicamente três tipos de 
capacitores eletrolíticos de tântalo: de filme, de eletrólito sólido e de eletrólito líquido. 
Os capacitores de filme de tântalo são projetados para valores de tensão de até 300 
V em CC. Dentre os três tipos de projeto de capacitores eletrolíticos de tântalo, o projeto na 
forma de filmes possui a menor capacitância por unidade de volume e é o mais adequado 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 110 
para uso em tensões elevadas e é principalmente encontrado em aparelhos antigos. Ele é 
muito caro e é usado somente quando os outros dois tipos não podem ser utilizados. 
Os capacitores de filme de tântalo são usados para operações na faixa de 
temperatura de -55 a +125ºC e são encontrados principalmente nos equipamentos 
eletrônicos industriais e militares. 
Os capacitores de eletrólito sólido sinterizado usam geralmente um eletrólito de 
dióxido de magnésio. Algumas variações dos capacitores de tântalo de eletrólito sólido 
encapsulam o elemento capacitivo em resinas plásticas, tais como materiais epóxi 
oferecendo excelente confiabilidade e alta estabilidade para equipamentos eletrônicos de 
consumo popular adicionado à características de baixo custo. 
 
Figura 3-41 - Capacitor de tântalo de eletrólito sólido. 
Algumas outras formas de fabricação de capacitores de “tântalo sólido” usam filmes 
plásticos para encapsular o material ou invólucros metálicos que são enchidos de resina 
epóxi. Também são fabricados em encapsulamentos de plástico tubulares e retangulares. 
Os capacitores de tântalo de eletrólito líquido usam uma composição de pó 
sinterizado de tântalo. Este tipo de anodo possui uma enorme área para o seu tamanho 
(Figura 3-42). Os capacitores de eletrólito líquido são fabricados para até 125 V CC. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 111 
 
Figura 3-42 – Capacitor de tântalo de anodo sinterizado hermeticamente selado. 
CCAAPPAACCIITTOORREESS DDEE AARR 
São capacitores, normalmente de placas paralelas, com dielétrico de ar e 
encapsulados em vidro. Como a permissividade elétrica é igual a 1, somente se conseguem 
valores pequenos de capacitância. São raramente encontrados, e a sua aplicação principal 
foram os sistemas de rádio e radar, porque eles funcionam muito bem em altas freqüências, 
além de apresentar pequenas perdas no dielétrico. 
SSUUPPEERRCCAAPPAACCIITTOORREESS 
São também conhecidos como capacitores elétricos de dupla camada, capacitores 
eletroquímicos de dupla camada (EDLC) ou ultracapacitores. São capacitores eletroquímicos 
que possuem extraordinariamente elevada densidade de energia quando comparada à dos 
capacitores convencionais. As capacitâncias desses podem chegar a milhares de vezes a 
capacitância dos maiores capacitores eletrolíticos. Por exemplo, um capacitor eletrolítico 
convencional pode ter a sua capacidade medida em microfarad, enquanto que um 
supercapacitor do mesmo tamanho pode armazenar muitos farad. Os grandes 
supercapacitores possuem capacidades de mais de 5 000 farad. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 112 
 
Figura 3-43 - Supercapacitores de até 3 000 F (Cortesia Maxwell Technologies29). 
Os supercapacitores possuem uma grande variedade de aplicações comerciais, 
especialmente em aplicações de “suavização” da energia e para suprir grandes cargas 
eventuais momentâneas. As primeiras aplicações foram em capacitores para arranque de 
grandes motores em tanques e submarinos, o custo tem baixado e estão começando a ser 
usados em caminhões a diesel e em locomotivas. 
Os supercapacitores são adequados para aplicações de frenagem regenerativa, onde 
as baterias apresentam dificuldades devido ao seu grande tempo necessário para o processo 
de carga. 
 
Figura 3-44 - Exemplos de supercapacitores. 
CCAAPPAACCIITTOORREESS VVAARRIIÁÁVVEEIISS 
Um capacitor variável é aquele que pode alterar o valor da sua capacitância. No caso 
de um capacitor plano sabe-se que a capacitância depende do material, da área entre as 
placas condutoras e da distância entre as mesmas. Para fabricar um capacitor variável, uma 
dessas três variáveis pode ser construída para alterar o seu valor. Assim, pode ser 
construído um capacitor onde uma das placas seja móvel, variando a distância com relação29 www.maxwell.com. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 113 
à outra placa resultando em uma variação inversamente proporcional de capacitância, por 
exemplo. Existem teclados de computador que funcionam com este tipo de fenômeno. 
Alguns capacitores variáveis são mostrados na 
 
Figura 3-45 – Espécimes de capacitores variáveis. 
33..22..44.. CCooddiiffiiccaaççããoo ddooss CCaappaacciittoorreess 
Os capacitores de valor elevado normalmente levam o seu valor de capacitância 
diretamente impresso no corpo, por exemplo, 10 µF. Entretanto, os pequenos capacitores do 
tipo disco freqüentemente possuem tão somente a impressão de dois ou três números. 
Quando aparecem tão somente dois números, esses devem ser lidos como 
picofarads. Por exemplo, se estiver impresso o valor “47” presume-se que são 47 pF. 
Quando houver três números, deve se proceder analogamente à interpretação dos 
resistores, i.e., os dois primeiros são os primeiros dois dígitos significativos e o terceiro é o 
fator multiplicador. A Tabela 3-8 mostra a codificação para o terceiro dígito dos capacitores. 
Tabela 3-9 – Código do fator multiplicador. 
Terceiro Dígito Multiplicador 
0 1 
1 10 
2 100 
3 1 000 
4 10 000 
5 100 000 
6 (não usado) - 
7 (não usado) - 
8 0,01 
9 0,1 
Por exemplo, um capacitor marcado como 104 é 10 com mais 4 zeros, em PF, ou 
seja, 100 000 pF, ou 100 nF, ou 0,1 µF. 
D I S P O S I T I V O S D E P R O C E S S A M E N T O 
Introdução à Introdução à Introdução à Introdução à Engenhar iaEngenhar iaEngenhar iaEngenhar ia E létri caElétri caElétri caElétri ca 114 
Os valores de tolerância são colocados com letras como mostra a Tabela 3-10. Por 
exemplo, se o capacitor estiver identificado como “103J” significa 10 000 pF com tolerância 
de ± 5%. 
Tabela 3-10 – Codificação das tolerâncias dos capacitores. 
Símbolo Tolerância do Capacitor 
BC ± 0,02 pF 
A ± 0,05 pF 
B ± 0,1 pF 
C ± 0,25 pF 
D ± 0,5 pF 
F ± 1% 
G ± 2% 
H ± 3% 
J ± 5% 
K ± 10% 
M ± 20% 
P +100% ,-0% 
Z +80%, -20% 
Os capacitores cerâmicos (disco ou chip) possuem a informação dos coeficientes de 
temperatura, adicionadas à sua descrição. Por exemplo: Z5U e X7R, e usualmente estão 
codificadas dentro do part number. São representações de 3 dígitos que representam a faixa 
de temperatura (mínima e máxima) e a tolerância (Tabela 3-11). 
Tabela 3-11 – Codificação do dielétrico 
Primeiro 
símbolo 
(letra) 
Menor 
temperatura 
Segundo 
símbolo 
(número) 
Maior 
temperatura 
Terceiro 
símbolo 
(letra) 
Variação máxima 
da capacitância 
com a variação da 
temperatura 
Z +10ºC 2 +45ºC A +1,0% 
Y -30ºC 4 +65ºC B ±1,5% 
X -55ºC 5 +85ºC C ±2,2% 
 6 +105ºC D ±3,3% 
 7 +125 ºC E ±4,7% 
 F ±7,5% 
 P ±10,0% 
 R ±15,0% 
 S ±22,0% 
 T +22%, -33%