Ele O capacitor desempenha uma função elementar em circuitos eletrônicos, principalmente na placa-mãe e na placa gráfica.. Esses dois PCBs possuem componentes-chave integrados, como CPU e GPU, entre outros chips que abrigam e requerem uma fonte de alimentação estável e filtrada para funcionar corretamente. Por isso, estes elementos tornaram-se vitais, e até a sua escassez prejudicou gravemente os fabricantes destas placas, como sabem…
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O que é um capacitor e como funciona?
O Capacitores são componentes essenciais que atuam como pequenas reservas de energia. Vamos imaginar uma pequena bateria que pode armazenar e liberar energia elétrica conforme a necessidade, pois é isso que fazem esses capacitores que você pode ver em televisores, computadores, eletrodomésticos, rádios, fontes de alimentação e muito mais.
Os capacitores Eles são baseados em duas placas condutoras separadas por um material isolante, comumente chamado de dielétrico. Quando uma diferença de potencial (tensão) é aplicada entre as placas através de seus pinos ou terminais, é criado um campo elétrico que armazena energia. A quantidade de energia armazenada depende da capacidade do capacitor, medida em farads (F), e da tensão aplicada. Ou seja, a qualidade do dielétrico e o tamanho das placas metálicas…se preferir dizer de outra forma.
Quanto aos seus usos, eles têm uma ampla gama de aplicações na eletrônica devido à sua capacidade de armazenar e liberar energia de forma eficiente. Estas são algumas de suas funções mais importantes:
- Filtragem atual: Isso os torna componentes essenciais em circuitos de potência, onde são responsáveis por eliminar ruídos e flutuações de tensão, garantindo alimentação limpa e estável aos componentes eletrônicos.
- Acoplamento e desacoplamento de sinal: Ideal para acoplar sinais entre diferentes estágios de um circuito, como em amplificadores ou filtros, sem alterar o nível DC. Eles também são usados para desacoplar a energia dos circuitos, evitando que flutuações de tensão afetem a operação de outros componentes.
- Armazenamento temporário de energia: Podem armazenar energia elétrica temporariamente, liberando-a rapidamente quando necessário. Esse recurso os torna úteis em aplicações como flashes de câmeras, temporizadores e circuitos de oscilação.
- Sincronização e tempo: alguns circuitos como filtros e temporizadores 555, entre outros, também os utilizam como elementos fundamentais junto com resistores…
- Proteção de circuito– Os capacitores também podem proteger circuitos eletrônicos contra surtos e picos de tensão. Ao absorver estes eventos transitórios, evitam que danifiquem componentes sensíveis.
A função de um capacitor pode ser muito bem vista em LEDs, por exemplo. Se você tiver um computador ou uma TV, ou qualquer outra coisa, que esteja em standby com o LED aceso e você o desconectar, verá que o LED mantém a luz acesa por alguns segundos até apagar. Isso porque, mesmo o aparelho estando desconectado da fonte de energia, o capacitor ainda estava armazenando uma carga que irá liberar.
Tipos de capacitores
Conheça os diferentes tipos de capacitores É crucial selecionar o correto para cada necessidade de um circuito. Por exemplo, temos o seguinte:
- capacitores cerâmicos: São constituídos por duas placas metálicas separadas por um dielétrico cerâmico. São pequenos, econômicos e oferecem alta estabilidade térmica. Eles são usados em circuitos de filtragem, desacoplamento e temporização. Eles geralmente têm aparência de lentilha ou retangular e são pequenos.
- capacitores de filme: composto por duas folhas metálicas separadas por uma fina película de plástico ou poliéster. Eles oferecem alta precisão e estabilidade a longo prazo. Eles são encontrados em aplicações de áudio, filtros de precisão e circuitos de temporização.
- Capacitores eletrolíticos: formado por duas placas de alumínio enroladas e separadas por um eletrólito líquido ou sólido (por exemplo, tântalo, vidro), incluindo o ar como dielétrico. Possuem alta capacidade por unidade de volume e baixo custo. Eles são usados em fontes de alimentação, filtros de desacoplamento e circuitos de temporização, bem como circuitos de RF, alta frequência, equipamentos de medição, etc.
- Capacitores de dupla camada: Eles armazenam energia na superfície de dois eletrodos porosos. Eles oferecem alta capacidade e potência instantânea. Eles são usados em veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia e aplicações de alta potência.
- Capacitores variáveis: permitem ajustar sua capacidade através de um mecanismo mecânico ou elétrico. Eles são encontrados em circuitos de sintonia, filtros ajustáveis e osciladores. Ou seja, seria equivalente a potenciômetros ou resistores variáveis, mas para carga.
- capacitores de filme fino: feito de duas placas de metal separadas por uma fina película dielétrica. Eles oferecem alta precisão, estabilidade e confiabilidade. Eles são encontrados em aplicações de áudio de ponta, filtros de precisão e circuitos de temporização de alta frequência.
Existem também outras variantes, embora não nos interessem tanto por elas, como supercapacitores, capacitores supercondutores, integrados em um chip usando silício dopado ou trilhas metálicas e um dielétrico como SiO2, etc.
Função dos capacitores em placas-mãe e placas gráficas
Antes vimos alguns tipos e também algumas aplicações mais genéricas, mas se focarmos especialmente em placas-mãe e placas gráficas, os capacitores têm uma finalidade muito específica. Você deve ter notado que eles geralmente são encontrados em diversas áreas, mas há especialmente uma concentração em torno da CPU e em torno da GPU. Razão? Bem, é simples:
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- Filtragem de energia– A CPU e GPU são componentes que consomem muita energia e geram ruído elétrico. Os capacitores atuam como filtros, eliminando flutuações de tensão e ruídos na fonte de alimentação, fornecendo corrente limpa e estável a esses componentes críticos. Isso melhora o desempenho, a estabilidade e a vida útil da CPU e GPU, evitando falhas e danos causados por picos de energia ou picos de tensão.
- Armazenamento temporário de energia– Os capacitores armazenam energia temporariamente para atender às demandas de pico de energia da CPU e GPU durante suas operações. Isto é especialmente importante em momentos de carga pesada, como em jogos ou aplicativos de alto desempenho. Ao armazenar energia localmente, você reduz a carga na fonte de alimentação e garante que a CPU e a GPU tenham acesso à energia necessária em todos os momentos.
- Proteção contra surtos– Eles também atuam como amortecedores contra surtos transitórios ou picos de tensão que possam vir da fonte de alimentação ou de outros componentes do sistema. Eles absorvem esses picos de tensão, protegendo a CPU, a GPU e outros componentes sensíveis contra danos.
- Melhoria de impedância: Impedância é a oposição ao fluxo de corrente. Os capacitores de desacoplamento, localizados próximos à CPU e GPU, reduzem a impedância no circuito de alimentação. Isto facilita o fluxo de corrente, melhorando a eficiência energética e o desempenho geral do sistema.
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