A loja de capacitores é carregada?

Existem alguns conceitos fáceis que eu não entendo exatamente. Receio estar estudando essas coisas há dois anos da minha engenharia, mas elas ainda me incomodam. Capacitor é um deles. Alguém pode explicar?

• O que um capacitor faz? Armazena cobranças? Se sim, então como isso acontece?

Eu procurei no Google e no Yahoo, mas não encontrei nada útil lá (para mim). Por isso, ficarei feliz em resolver meu problema aqui.

PS Espero que a questão não seja novamente um tópico fora do tópico, como sempre acontece e, além disso, as pessoas não sugerem para onde ir. É uma coisa muito triste.

Se por encargos você quer dizer encargos elétricos , então não, um capacitor não armazena encargos. Esse é um equívoco comum, talvez devido aos múltiplos significados da palavra carga . Quando alguma carga entra em um terminal de um capacitor, uma quantidade igual de carga sai do outro. Portanto, a carga total no capacitor é constante.

O que os capacitores armazenam é energia . Especificamente, eles armazenam em um campo elétrico. Todos os elétrons são atraídos por todos os prótons. Em equilíbrio, há um número igual de prótons e elétrons em cada placa do capacitor, e não há energia armazenada nem tensão no capacitor.

Porém, se você conectar o capacitor a algo como uma bateria, alguns elétrons serão puxados para longe de uma placa e um número igual de elétrons será empurrado para a outra placa. Agora, uma placa possui uma carga líquida negativa e a outra possui uma carga líquida positiva. Isso resulta em uma diferença no potencial elétrico entre as placas e em um campo elétrico cada vez mais forte à medida que mais cargas são separadas.

O campo elétrico exerce uma força sobre as cargas, que tenta retornar o capacitor de volta ao equilíbrio, com cargas balanceadas em cada placa. Enquanto o capacitor permanecer conectado à bateria, essa força será equilibrada pela força da bateria e o desequilíbrio permanecerá.

Se a bateria for removida e deixarmos o circuito aberto, as cargas não poderão se mover, portanto o desequilíbrio de carga permanecerá. O campo ainda está aplicando uma força às cargas, mas elas não podem se mover, como uma bola no topo de uma colina ou uma mola mantida sob tensão. A energia armazenada no capacitor permanece.

Se os terminais do capacitor estiverem conectados a um resistor, as cargas poderão se mover, para que haja uma corrente. A energia armazenada no capacitor é convertida em calor no resistor, a tensão diminui, as cargas se tornam menos desequilibradas e o campo enfraquece.

Leitura adicional: RECLAMAÇÕES DE CAPACITORES (1996 William J. Beaty)

Em resumo, capacitores são dois objetos condutores, geralmente placas pequenas, separadas por algo que isola, conhecido como dielétrico. Muito parecido com o acúmulo estático que ocorre se você esfregar um balão no braço e colocá-lo no cabelo, cargas opostas se acumulam em qualquer placa, permitindo que ele armazene energia na forma de carga. Existem outros 2 fatores-chave que influenciam o comportamento do capacitor e os tornam muito úteis. -Eles cobram exponencialmente, não linearmente. Digamos que eu carregue um capacitor com uma tensão constante e meça a tensão no capacitor (que corresponde à carga contida nele) a cada digitação, 5 segundos. Não subiria, digamos, 0,1 a cada 5 segundos. Em vez disso, aumenta em uma porcentagem definidada capacidade total por unidade de tempo. Este é efetivamente o mesmo princípio (exceto ao contrário) do decaimento radioativo - a "meia-vida" é um conceito intuitivo, correspondendo ao tempo necessário para a quantidade reduzir para 50% do que era - mas não para perder uma quantidade definida (ou seja, não é de 50 moléculas por segundo, é de 50% por segundo). Parece algo como isto:

Como você pode ver, o carregamento é rápido no início, mas diminui à medida que a carga se acumula.

-O segundo são as conseqüências dessa acumulação de carga. À medida que a tensão aumenta, a corrente "através" do capacitor diminui - aparentemente aumentando a resistência elétrica do capacitor. No entanto, se invertermos a polaridade da fonte de alimentação de entrada, alterando-a, isso tem o efeito de "diminuir" a resistência - a carga, em vez de ser comprimida no capacitor, pode fluir facilmente e de fato aumenta efetivamente a tensão efetiva. A principal consequência disso é que o capacitor resiste à CC, mas permite a CA. Mais concretamente, quanto maior a frequência da comutação da polaridade de tensão (ou seja, CA), menor o capacitor impedirá o fluxo de corrente no circuito. O capacitor pode ser pensado como uma mola elétrica. Você empurra para baixo, simbolizando a corrente que flui para ele. A princípio, oferece pouca resistência. No entanto, à medida que você continua empurrando, a mola empurra para trás com mais força, até que você não possa mais empurrar. Isso é equivalente à tensão no capacitor (novamente equivalente à carga armazenada dentro dele) se aproximando da tensão de entrada - como a força ascendente da mola se equilibrando em relação ao seu peso. Agora, o que acontece se você empurrar na direção oposta? A primavera funcionacom você em vez de contra você, aumentando a força de saída além do que você poderia esperar alcançar apenas com seus músculos e peso.

Então, como podemos explorar isso? Existem dois tipos principais de uso do capacitor, dependendo de como eles são organizados em um circuito - "acoplamento", onde o capacitor está em série, e "desacoplamento", capacitor em paralelo. Ambos fazem uso desses princípios acima mencionados.

O acoplamento é usado no bloqueio de corrente contínua - isso é mais frequentemente encontrado no processamento de sinais e rádios. Quanto menor o capacitor, maior a frequência que ele impede (como ele carrega mais rapidamente); portanto, ao ajustar a capacitância, podemos ajustar as frequências bloqueadas. Quando usado com um indutor (o oposto diamétrico de um capacitor) - cuja propriedade mais relevante é o bloqueio de frequências ALTAS, podemos restringir os sinais em uma "faixa" de frequências específica - um circuito de "passagem de banda". Isso é crítico em rádios para transmitir ou receber na frequência desejada.

Os capacitores de acoplamento também são usados ​​em circuitos de temporização - como os transistores (comutadores eletrônicos) ligam a uma tensão conhecida e os capacitores carregam a uma taxa conhecida, eles podem ser usados ​​para ligar o transistor apenas em um determinado momento (ou frequência).

Os capacitores de desacoplamento são usados ​​para armazenamento de energia ou para "amortecimento" elétrico. Novamente, ajuda pensar sobre isso em termos de primavera.

Uma mola em uma pistola de pellets mostra perfeitamente o armazenamento de energia. A mola é puxada para trás, análoga ao capacitor que está sendo carregado, e então liberada, permitindo descarregar sua energia em uma "carga" - mecanicamente falando, o chumbo (ou outra munição), eletricamente, um componente, por exemplo, uma luz. Os capacitores são ideais para situações em que é necessária muita energia em um curto período de tempo, uma vez que descarregam extremamente rapidamente - por exemplo, um desfibrilador. A bateria sozinha não pôde descarregar toda a energia necessária tão rapidamente, então o capacitor interno a armazena e libera conforme necessário.

Para o amortecimento, é melhor pensar na analogia do capacitor / mola como a mola na suspensão do carro. A suspensão do carro protege o carro (e os passageiros) de danos, absorvendo parte da energia do movimento vertical do carro. Se uma roda for empurrada muito rapidamente ao passar por cima de uma pedra grande, o restante do carro será menos afetado graças à suspensão, que absorve energia e a libera lentamente, empurrando o carro para cima. Da mesma forma, um capacitor de desacoplamento pode "suavizar" sinais ou pulsos elétricos. Análoga à pedra, às vezes a natureza da geração elétrica, ou mau funcionamento, pode causar "picos" de tensão. Mesmo picos de tensão muito curtos podem causar danos graves a alguns equipamentos. O capacitor de desacoplamento é capaz de absorver esse "choque" e reduzir a chance de danos. Além do que, além do mais,

Espero que ajude. Desculpe se é um pouco detalhado, mas pretendo ser abrangente.