O dielétrico de um capacitor quando sujeito a ciclos rápidos de carga / descarga é aquecido?
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Sim, mas apenas na medida em que não é um capacitor perfeito. Um capacitor perfeito não é capaz de dissipar energia, o que significa que não pode ser aquecido pela corrente através dele, pois isso representaria uma perda.
Capacitores reais têm uma especificação chamada resistência em série equivalente , ou ESR . São vários fatores físicos agrupados. Para a maioria dos propósitos, você pode pensar no capcitor como ideal com um resistor em série do valor ESR. Um resistor dissipa a energia proporcionalmente ao quadrado da corrente através dele.
Capacitores reais podem aquecer com corrente suficiente e, eventualmente, podem falhar como resultado. Os eletrolíticos são particularmente suscetíveis a isso. A ESR não apenas é alta em relação a outras tecnologias de tampa, mas também é mais sensível a altas temperaturas. Alguns capacitores eletrolíticos são projetados especificamente para correntes mais altas, como a série Panasonic FK. Observe a folha de dados da série FK em comparação com outros tipos e você verá que a FK pode tolerar correntes de ondulação mais altas. Eles também são um pouco maiores fisicamente e mais caros que os outros tipos.
A cerâmica geralmente tem ESR muito baixo, mas não é zero. Certa vez, adquiri um capacitor de disco de cerâmica tão quente que doía tocá-lo, e isso era de apenas 1 MHz. (Talvez os 10s de volts de um transmissor de RF que eu estava colocando do outro lado tenham algo a ver com isso :-))
Os dielétricos armazenam energia no campo D, deslocando elétrons pelo menos um pouco. Alguns também alteram átomos entre diferentes estados de energia. Sempre que você move energia, mesmo na escala de alguns átomos, há a oportunidade de perder parte dela como calor. Algumas cerâmicas perdem menos que outras, e a cerâmica como um todo perde muito pouco, mas todas perdem algumas.
Os capacitores de ar não perdem energia no dielétrico, uma vez que não existe (basicamente vácuo), mas, a menos que os condutores e as placas sejam supercondutores, haverá perda lá, à medida que as cargas se movimentam para frente e para trás.
Uma carga capacitiva pura teórica não deve aquecer, uma vez que apenas armazena energia e depois a libera.
No entanto, os capacitores reais têm alguma resistência e isso fará com que parte da energia seja dissipada como calor.
Lembre-se de que os capacitores são usados como filtros passa-baixo; portanto, se a frequência do sinal no capacitor for muito alta, isso não será sentido.
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