Capacitor de Tantalo

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Unidade de Ensino Supeior – Ingá 
Departamento de Engenharia Elétrica 
 
 
 
 
 
 
Materiais Elétrico 
Capacitor de Tântalo 
 
 
 
 
 
 
Alunos: 
 
João Frederico 
Raphael Nascimento 
Rodolfo Truzzi 
Vinicius Correia 
Vinicius Faccin 
 
 
 
 
 
Maringá 
04 de Junho de 2014 
O tântalo é um elemento metálico encontrado em baixíssima 
concentração na crosta terrestre, predominantemente no minério tantalita, é um 
metal cinzento, pesado, dúctil, muito duro, resistente a corrosão por ácidos e 
um bom condutor de calor e eletricidade. Em temperaturas abaixo de 150 °C o 
tântalo é quase completamente imune ao ataque químico. O elemento tem um 
ponto de fusão apenas menor que o do tungstênio e o rênio. O tântalo tem a 
maior capacitância por volume entre todas as substâncias. 
O principal uso do tântalo é como óxido, um material dielétrico, para a 
produção de componentes eletrônicos, principalmente capacitores, que são 
muito pequenos em relação a sua capacidade. Por causa desta vantagem do 
tamanho e do peso os principais usos para os capacitores de tântalo incluem 
telefones, pagers, computadores pessoais, e eletrônicos automotivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este artigo trata de um dos tipos de capacitores que se torna cada vez 
mais comum em todos os equipamentos eletrônicos. Falamos dos capacitores 
eletrolíticos de tântalo, que por serem menores que os equivalentes de 
alumínio, são ideais para os equipamentos miniaturizados que hoje tomam 
conta do mercado. 
Os capacitores de tântalo são cada vez mais utilizados em lugar dos 
capacitores eletrolíticos de alumínio, pois eles têm a vantagem de fornecerem 
uma capacitância muito maior por unidade de volume. Dessa forma, os 
capacitores de tântalo são muito menores do que os eletrolíticos de mesmo 
valor, o que é muito importante para as aplicações em que o espaço é 
importante. 
Nas aplicações portáteis em que o espaço é muito importante, é 
vantagem utilizar capacitores de tântalo em lugar dos eletrolíticos tradicionais 
de alumínio. 
Muito menores que os equivalentes, eles também são mais estáveis, o 
que é uma característica de grande importância em muitas aplicações. Na 
figura 1 comparamos os tamanhos de dois capacitores eletrolíticos, sendo um 
de tântalo e outro de alumínio de mesmo valor e mesma tensão de trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
Os capacitores eletrolíticos de alumínio, aproveitam as propriedades 
dielétricas do óxido de alumínio, numa construção básica conforme mostra a 
figura 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Colocando uma solução condutora especial em contacto com uma 
armadura de alumínio, essa solução ataca quimicamente o alumínio formando 
uma finíssima camada de óxido isolante. 
Assim, o eletrolítico e a peça de alumínio passam a formar a armadura 
do capacitor, enquanto que a finíssima capa de óxido forma o dielétrico. 
Como a camada de óxido é extremamente fina, e capacitância obtida é 
muito grande, pois num capacitor quando menor a espessura do dielétrico, 
maior é a capacitância. Entra em jogo também a constante dielétrica do óxido 
de alumínio que também influi na capacitância final. 
Na construção real do componente, para aumentar o tamanho da 
armadura ela pode ser formada por uma folha de alumínio enrolada, conforme 
mostra a figura 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na prática obtemos capacitores eletrolíticos de alumínio de menos de 1 
µF a mais de 200 000 µF com certa facilidade, conforme mostra a figura 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O Capacitor de Tântalo 
O óxido de tântalo tem uma constante dielétrica muito maior do que a do 
óxido de alumínio. Isso significa que, com a mesma superfície efetiva e com a 
mesma espessura do dielétrico podemos obter uma capacitância muito maior. 
Da mesma forma, dois capacitores de mesmo valor, um eletrolítico de 
alumínio e outro de tântalo, o de tântalo será muito menor, conforme já 
comparamos no início do artigo. Até há algum tempo, os eletrolíticos de tântalo 
eram pouco usados tanto pelo seu custo mais elevado como pela própria 
dificuldade de fabricação. 
Hoje, com tecnologias mais modernas e com a necessidade de termos 
componentes cada vez menores, pois o espaço se torna crítico, principalmente 
nas aplicações portáteis,. os eletrolíticos de tântalo são absolutamente comuns. 
Na figura 5 temos a construção em corte de um capacitor eletrolítico de 
tântalo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O eletrodo de tântalo, que consiste numa das armaduras é colocado 
numa posição mais interna. Cobrindo esse eletrodo existe uma finíssima 
camada de pentóxido de tântalo que forma o dielétrico . 
A outra armadura é obtida com grafite, uma superfície prateada e bióxido 
de manganês. Temos finalmente a carcaça externa que possui ligação elétrica 
com essa armadura. 
Na prática encontramos os capacitores de tântalo principalmente no 
formato mostrado na figura 6. 
 
 
 
 
 
Esses capacitores pelas suas reduzidas dimensões são marcados com 
um código especial, semelhante aos usados nos resistores, cuja leitura todo 
profissional da eletrônica deve conhecer. 
As cores determinam tanto o valor (capacitância) como também a tensão 
de trabalho, que da mesma forma que nos demais capacitores é uma 
característica importante. 
Dentre as principais características desse tipo de capacitor destacamos; 
- Segurança 
- Relação excelente entre a capacitância e o tamanho 
- Corrente de fuga muito baixa, menor do que 1 uA 
- Possibilidade de carga e descarga muito rápida, devido à sua 
resistência em série muito baixa. 
- Faixa de temperaturas de operação ampla 
- Boas tolerâncias 
 
Códigos de Leitura 
Da mesma forma que outros componentes de dimensões muito 
pequenas, os capacitores de tântalo menores usam um código de cores (faixas 
colorias e pintas) indicando seu valor e tensão de trabalho. 
Na figura 7 temos os dois códigos mais comuns usados para esses 
componentes no invólucro epóxi. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As principais características desses componentes são: 
 
a) Tipos tubulares 
Faixa de temperaturas: - 55º C a + 125º C 
Tensões de trabalho: 6,3 V, 10 BV, 16 V, 25 V, 40 v, 63 V e 100 V 
Faixa de capacitâncias: 100 nF a 470 µF 
tolerância: +/-205 (Série de valores E6) 
 
b) Tipos epóxi 
Faixa de temperaturas: - 55º C a +125º C 
Tensões de trabalho: 3 V a 50 V 
Capacitâncias: 10 µF a 4 700 µF 
Tolerância: +/- 20% (E6) 
 
c) Tipos miniatura (gota) 
Faixa de temperaturas: -55º C a 85º C 
Tensões de trabalho: 3 a 50 V 
Capacitâncias: 10 nF a 100 µF 
Tolerância:+/- 20%