O que é uma capacitância fixa?

1. Definição

O que é comumente referido como "capacitor permanente" é provavelmente um termo popular. Estritamente falando, pode se referir a um capacitor fixo. Um capacitor fixo é um tipo de capacitor com um valor de capacitância constante. Em um circuito, sua capacitância não mudará devido a variações normais de tensão, corrente ou outras condições externas comuns. Suas principais funções incluem armazenamento de energia elétrica, filtragem, acoplamento e derivação.

2. Estrutura e Princípio

Estrutura

Tomemos como exemplo o capacitor cerâmico comum. Ele consiste principalmente em um dielétrico cerâmico, eletrodos e materiais de embalagem. O dielétrico cerâmico é a parte fundamental que determina o valor da capacitância e outras propriedades. Os eletrodos são geralmente feitos de materiais metálicos (como prata, paládio, etc.) e são usados para extrair as cargas. Os materiais de embalagem desempenham um papel na proteção da estrutura interna.

Princípio

Os capacitores funcionam com base no princípio de armazenar energia elétrica em um campo elétrico. Quando uma tensão é aplicada entre os dois polos de um capacitor, as cargas se acumularão nos dois polos, formando um campo elétrico. A energia do campo elétrico é armazenada no capacitor na forma de energia elétrica. Para um capacitor fixo, a magnitude de sua capacitância depende principalmente da área das duas placas, da distância entre as placas e da constante dielétrica do meio entre as placas. De acordo com a fórmula c=εs/d (onde C é a capacitância, ε é a constante dielétrica, S é a área da placa e d é a distância entre as placas), em um capacitor fixo, esses parâmetros são basicamente fixos após a fabricação, portanto, o valor da capacitância permanece constante.

3. Classificação e Aplicação

Classificação

• Capacitores Cerâmicos: Eles têm as características de pequeno tamanho, bom desempenho de alta frequência e estabilidade relativamente alta. São divididos em Classe I (tipo compensado por temperatura), Classe II (tipo de alta permissividade) e Classe III (tipo semicondutor). Os capacitores cerâmicos de Classe I são frequentemente usados em circuitos de oscilação de alta frequência, instrumentos de precisão e outras ocasiões com requisitos extremamente altos de estabilidade de capacitância. Os capacitores cerâmicos de Classe II são adequados para derivação, filtragem e outros circuitos gerais.

• Capacitores Eletrolíticos: Eles são divididos em capacitores eletrolíticos de alumínio e capacitores eletrolíticos de tântalo. Os capacitores eletrolíticos de alumínio têm grande capacitância, mas corrente de fuga relativamente grande. Eles são principalmente usados em circuitos de filtragem de baixa frequência, alisamento de fonte de alimentação e outros. Os capacitores eletrolíticos de tântalo apresentam melhor desempenho do que os de alumínio e são amplamente utilizados em circuitos de fonte de alimentação, acoplamento de sinal e outras ocasiões com requisitos mais elevados.

• Capacitores de Filme: Incluem capacitores de filme de poliéster, capacitores de filme de polipropileno, etc. Os capacitores de filme de poliéster são frequentemente usados em circuitos CC e CA de baixa frequência de dispositivos eletrônicos gerais. Os capacitores de filme de polipropileno, com suas vantagens de baixa perda e boa performance de isolamento, são amplamente utilizados em circuitos de alta frequência e circuitos de alta tensão.

Aplicação

• Circuitos de Fonte de Alimentação: Nos circuitos retificadores e de filtragem de fontes de alimentação, capacitores eletrolíticos são usados para suavizar a tensão de saída CC e filtrar as ondulações após a retificação. Por exemplo, em uma fonte de alimentação de computador, capacitores eletrolíticos de grande capacidade podem reduzir efetivamente as flutuações de tensão da saída da fonte de alimentação e fornecer uma fonte de alimentação estável para os diversos componentes do computador.

• Circuitos de Acoplamento: Em circuitos de amplificação de áudio, capacitores são usados para acoplar sinais de áudio. Por exemplo, entre dois estágios de amplificação de áudio, um capacitor é usado para acoplar o sinal de saída do estágio anterior à entrada do próximo estágio de amplificação. Ao mesmo tempo, ele bloqueia o sinal DC e permite apenas a passagem do sinal de áudio AC, permitindo assim a transmissão e amplificação efetivas do sinal de áudio.

• Circuitos de Oscilação: Nos circuitos de oscilação de dispositivos de transmissão e recepção de rádio, capacitores fixos, como capacitores cerâmicos ou de filme, juntamente com indutores e outros componentes, formam um loop de oscilação para gerar um sinal de oscilação de alta frequência estável. Por exemplo, no circuito do oscilador local de um rádio, o capacitor fixo e o indutor cooperam para determinar a frequência de oscilação, permitindo que o rádio receba sinais de transmissão de uma frequência específica.