Capacitores

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  • Publicado : 25 de abril de 2012
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Capacitores APRESENTAÇÃO
O que é um capacitor¿¿¿
Com toda a preocupação sobre o prejuízo com o meio ambiente, ocorre uma necessidade de que seja utilizado de uma forma mais eficiente a energia e suas fontes. Para isso, procura-se mecanismos de armazenamento mais eficazes, com menor perda de energia, além de dispositivos de armazenamento que apresentam longa vida e baixo custo de produção.
Oscapacitores eletroquímicos têm sido bem estudados nos últimos anos. Eles apresentam o mesmo ‘design’ que uma bateria, sendo diferente o armazenamento de energia, enquanto naquela, o armazenamento é unicamente faradaico (os processos em que ocorrem transferência de elétrons através da interface eletrodo/eletrólito mediado por reações de oxi- redução são governados pela leis de Faraday, queestabelecem que as quantidades de substâncias liberadas ou acumuladas nos eletrodos se uma célula são diretamente proporcionais à quantidade de carga que passa através da solução e que as quantidades de diferentes substâncias que são depositadas ou liberadas, são proporcionais aos seus equivalentes químicos), neste, o armazenamento ocorre via processos faradaico e capacitivos. Atualmente, estuda- sedois tipos de capacitores: o capacitor Redox e o Capacitor de dupla camada. A diferença entre ambos é o modo de armazenamento de carga. O capacitor de dupla camada possui uma separação de cargas existentes na interface entre um eletrodo e um eletrólito. A densidade de energia destes eletrodos depende da estrutura porosa do material, que, por sua vez, controla diretamente a energia armazenada,tornando-se necessária uma extrema precisão na distribuição dos poros. Os capacitores redox, são baseados na pseudo- capacitância faradaica. Duas classes de materiais são utilizados para a produção dele: os óxidos de metais nobres, em solução de eletrólitos aquosos, e os polímeros condutores, que podem trabalhar, tanto em soluções aquosas como em não- aquosas. Os materiais inorgânicos mais estudadoscomo eletrodos em Supercapacitores são, os óxidos de Irídio e Rutênio.
História do Capacitor
O primeiro capacitor foi construído em 1746 pelo físico holandês Pieter van Musschenbroek, na Universidade de Leyden, na Holanda. Esse capacitor era constituído por uma garrafa de vidro, preenchida por um líquido. Uma rolha era usada como tampa e por essa tampa passava um condutor que entrava em contatocom a água. Essa garrafa é conhecida até hoje como a Garrafa de Leyden
Para se construir um capacitor, são necessárias duas placas de material condutor e, entre elas, um material isolante. No caso da garrafa de Leyden, uma placa é o condutor em contato com o líquido e a outra placa é mão da pessoa que a segura externamente.
Características Gerais
* Taxas muito altas de custo e descarga.* Pouca degradação em cima de centenas de milhares de ciclos.
* Reversibilidade boa
* Peso leve
* Baixa toxicidade de materiais usados.
* Eficiência de ciclo alta (95% ou mais)
Capacitância
A propriedade que estes dispositivos têm de armazenar energia elétrica sob a forma de um campo eletrostático é chamada de capacitância ou capacidade (C) e é medida pelo quociente daquantidade de carga (Q) armazenada pela diferença de potencial ou tensão (V) que existe entre as placas:

Pelo Sistema Internacional de Unidades (SI), um capacitor tem a capacitância de um farad (F) quando um coulomb de carga causa uma diferença de potencial de um volt (V) entre as placas. O farad é uma unidade de medida considerada muito grande para circuitos práticos, por isso, são utilizadosvalores de capacitâncias expressos em microfarads (μF),nanofarads (nF) ou picofarads (pF).
A equação acima é exata somente para valores de Q muito maiores que a carga do elétron (e = 1,602 × 10−19 C). Por exemplo, se uma capacitância de 1 pF fosse carregada a uma tensão de 1 µV, a equação perderia uma carga Q = 10−19C, mas isto seria impossível já que seria menor do que a carga em um único elétron....
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