CCI - Aula 3P (1)

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CCI – Ciência da Computação 
Interdisciplinar
Aula 2 – Resistores
Prof. Msc Álvaro A. Colombero Prado
Na aula passada…
• Na aula passada, apresentamos os resistores, 
seus tipos e aplicações na eletrônica.
• Vimos o conceito dos divisores de tensão, sua
proporcionalidade e aplicações.
• Utilizando o TinkerCad, simulamos um divisor 
de tensão e fizemos experiências.
…E na aula de hoje:
• Vamos conhecer os capacitores, seus tipos e 
suas aplicações.
• Conceito de carga e descarga.
• Simulações no TinkerCad.
Componentes: Os Capacitores
• São componentes que
possuem a propriedade de
armazenar cargas elétricas.
• Sua propriedade é a
capacitância, que é medida
em Farads, e que
determina a “quantidade”
de carga a ser armazenada.
• Possuem grande aplicação
na eletrônica em circuitos
de filtragem e
desacoplamento.
Construção interna
• Todo capacitor possui
dois eletrodos
(armaduras), separados
por um material
isolante (dielétrico).
• A atração das cargas
elétricas em placas
opostas e isoladas é o
que garante o seu
armazenamento.
Valores dos Capacitores 
• A capacitância, medida em Farads (F),
determina a quantidade de carga que o
capacitor consegue armazenar. Quanto maior,
mais carga.
• A tensão de isolação, determina qual a maior
tensão que pode ser aplicada ao componente.
Se excedida, ele pode entrar em curto e suas
propriedades se perdem.
Tipos de Capacitores - Cerâmicos
• Possuem valores de
capacitância baixos (não
mais que alguns
nanofarads), mas ao
mesmo tempo são os
menores em tamanho.
• Também são capazes de
aguentar tensões altas
(da ordem de vários
Kilovolts), uma vez que a
cerâmica é boa isolante.
Tipos de Capacitores - Polyester
• Por sua construção mais
robusta e maior, os
Polyester conseguem
também capacitâncias
maiores, chegando até
alguns microfarads.
• A isolação elétrica
também pode chegar a
alguns Kilovolts, porém
o tamanho físico é
desvantajoso.
Tipos de Capacitores - Eletrolíticos
• As placas são separadas por
um dielétrico impregnado
por um eletrólito.
• Alcançam capacitâncias
altas (milhares de
microfarads), mas a tensão
de isolação não vai além de
500V.
• São polarizados: se ligados
invertidos, comportam-se
como um curto-circuito,
danificando a si e a outros
componentes, podendo
mesmo explodir!
Carga e Descarga 
• No circuito, temos um
capacitor descarregado.
• O resistor em série limita
a corrente de carga.
• No momento em que
pressionamos a chave, o
capacitor começará a
carregar e irá comportar-
se como um curto, sendo
a corrente circulante, a
máxima permitida pelo
resístor.
Carga e descarga [2]
• A medida que o
capacitor vai ficando
carregado, a corrente
de carga vai
decrescendo, ao passo
que o capacitor passa a
armazenar uma tensão
cada vez maior sobre si,
por exemplo, 6Volts.
Carga e descarga [3]
• Uma vez carregado, o
capacitor passará a ter toda
a tensão da fonte sobre si,
sendo a corrente de carga
nula, e só poderá receber
nova carga se for
descarregado.
• O tempo para o capacitor
carregar-se é curto, e é
determinado:
• Pelo valor do capacitor (maior
capacitância, mais lenta a
carga / menor, mais rápida).
• E pelo valor do resistor (maior
resistência, mais lenta a carga
/ menor, mais rápida).
Carga e descarga [4]
• Para a descarga, note
que a bateria foi
dispensada, visto que a
carga encontra-se no
capacitor.
• Ao premir-se a chave,
colocam-se em curto os
terminais do capacitor
através do resistor,
iniciando-se assim sua
descarga através dele.
Carga e descarga [5]
• A medida que o
capacitor vai se
descarregando, a
corrente de descarga
vai também caindo,
bem como a tensão que
ele tem sobre si.
Carga e descarga [6]
• Uma vez descarregado, a
corrente é nula, bem como
a tensão sobre o capacitor.
• Novamente, a rapidez do
processo dependerá dos
valores do capacitor e do
resistor.
• Sem resistor, o capacitor irá
descarregar-se em uma
fração de segundo, com um
pequeno estalo ou faísca, o
que não é muito bom para o
componente.
Aplicações dos capacitores: Filtros
• Dadas as suas
características de carga e
descarga, os capacitores
podem ser usados para a
filtragem de tensões
contínuas.
• Uma tensão contínua
apenas retificada é
denominada “pulsante”,
uma vez que ainda possui
forte oscilação
característica da
alternada.
Aplicações dos capacitores: Filtros [2]
• Os ciclos de carga e
descarga do capacitor,
frente a oscilação
proveniente da fonte
alternada, ajudam a
manter a tensão
constante.
• A performance do arranjo
sempre será melhor com
capacitores de valor alto,
normalmente eletrolíticos
acima dos 1000µF.
Vamos simular!
• Como teste prático, vamos construir no 
TinkerCad um circuito para verificar na prática
o ciclo de carga e descarga dos capacitores.
• A idéia é ver o ciclo de carga através da
piscada de um LED, e o de descarga através de 
outro.
Vamos simular!
• No TinkerCad, vamos criar um projeto novo:
Aqui!
Vamos simular!
• Da paleta de componentes, pegue uma bateria
de 9V. Gire-a para deixar na posição da figura:
Vamos simular!
• Insira também dois LEDs e dois botões, prestando
atenção para que fiquem mais ou menos nas posições
da imagem:
*Você pode usar LEDs verdes para mais fácil
visualização, ou variar as cores para diferenciar entre 
carga e descarga.
Vamos simular!
• Da paleta, apanhe um capacitor. Defina seu
valor como 100nF (NanoFarads).
Vamos simular!
• Vamos as ligações elétricas: Do positivo da bateria, puxe
um fio vermelho para o capacitor. Do outro terminal deste, 
outro fio para o botão, e do botão ao LED; conforme figura.
Vamos simular!
• Do catodo deste LED, vamos ligar um fio ao terminal 
negativo da bateria. Defina a cor deste fio como preta.
Vamos simular!
• Vamos a ligação do outro LED: Ele deverá ficar em paralelo
ao capacitor, conforme a figura. Atente que seu anodo
deverá estar orientado no sentido do positivo da bateria, 
conforme imagem.
Anodo ->
Catodo ->
E aos testes… A carga!
• Ao se pressinar o botão da direita, o LED ligado a ele
deverá piscar brevemente e apagar-se. Isso indica a 
corrente de CARGA do capacitor.
Corrente de CARGA.
LED 
Aceso.
E aos testes!
• Note que, se for pressionado novamente o 
mesmo botão, o LED não voltará a piscar, uma
vez que o capacitor já estará carregado e não
permitirá nova corrente de carga, a menos
que a carga que está nele seja eliminada.
• Uma vez descarregado o capacitor, uma nova 
carga poderá ser feita.
E aos testes… A descarga!
• Ao se carregar no outro botão, o capacitor deverá
descarregar através do LED respectivo, produzindo uma
piscada rápida, compatível com o mesmo tempo da carga:
Descarga
LED aceso.
E aos testes… A descarga!
• Outros valores de capacitores podem ser testados para que se 
observe seu efeito nos tempos de carga/descarga. Uma sugestão é 
mudar o valor do capacitor para 1000uF (microfarads).
*Com valores maiores, os tempos de 
carga/descarga serão maiores também.
Em conclusão:
• Compreender o princípio de funcionamento
dos capacitores é sempre algo que pode ser 
muito mais simples com um “empurrãozinho” 
da prática.
• As ferramentas de simulação auxiliam muito
nesse processo, evitando o manuseio e o 
gasto com peças.
• A aprendizagem da eletrônica pode ser muito
mais simples e descomplicada do que parece!