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Pergunta : Escrevo este mail a pedir se tem alguma coisa sobre história dos capacitores. Quem os criou e qual a sua evolução ao longo do tempo, bem como a sua importância na eletrônica atual. Bem é só isso. Resposta : Uma
História do Capacitor Garrafa de Leyden A história dos capacitores
começa em 1745 com a famosa experiência da garrafa de Leyden. Nessa época, os interessados pelos
fenómenos eletrostáticos faziam experiências várias, tentando desvendar os
segredos duma ciência que não compreendiam. Experiência de Leyden A experiência que conduziu
à garrafa de Leyden era realizada com uma máquina eletrostática, um varão de
ferro suspenso do teto na horizontal por fios de seda (isolante) e uma
garrafa de vidro com água. A máquina era constituída por uma roda com
manivela ligada por uma correia a um globo de vidro que podia rodar em torno
de um eixo. Um dos experimentadores fazia rodar o globo através do
acionamento da manivela. Um segundo experimentador assentava as mãos sobre o
globo de vidro para produzir eletricidade por frição. Noutra parte do globo
era estabelecido contato elétrico com o varão de ferro. Na outra extremidade
deste varão, um terceiro experimentador segurava a garrafa de vidro com a mão
direita, de forma que uma peça de latão ligada ao varão de ferro mergulhava
na água. Do globo saltavam faíscas para o varão. O experimentador com a
garrafa numa mão aproximava a outra mão do varão fazendo saltar faíscas do
varão para a mão. Foi o que fez Petrus Van Musschenbroek (1692-1761),
professor de Filosofia e de Matemática na Universidade de Leyden, na Holanda.
Apanhou um choque tão forte que correu a escrever ao naturalista francês
Reaumur (1683-1757), descrevendo a experiência e o seu resultado, sublinhando
ter sido a comoção tão grande que julgava morrer. O mesmo descreveram outros
experimentadores e, apesar do desconforto e do perigo adivinhado, a
experiência foi realizada por toda a Europa interessada nestes assuntos. A experiência ficou
conhecida mas não compreendida. Nomeadamente, não se sabia quais as funções
da água, do vidro e do experimentador que segurava na garrafa. Das
experiências que se seguiram, concluiu-se que a água podia ser substituída
por outra substância condutora. Parece que foi o americano Benjamim Franklin
(1706-1790) o primeiro a substituir a água por um metal. Capacitor plano O inglês John Bevis
(1695-1771) substituiu a água por granalha de chumbo. Mais tarde o chumbo foi
substituído por lâminas de ouro (por não se alterar no ar e ser muito bom
condutor da eletricidade) e depois por folhas de cobre. Bevis concluiu também
que a função do experimentador que segura na garrafa é ligar a garrafa à
Terra. Por isso, resolveu envolver externamente a garrafa por uma folha de
estanho. Continuando as pesquisas, Bevis concluiu que o importante da garrafa
é o vidro (isolante) que se encontra entre dois condutores, no interior e no
exterior da garrafa e não a sua forma. Por isso, colou duas folhas de
estanho, uma de um lado e outra de outro, de um quadrado de vidro. Criou
desta forma um novo capacitor, sem forma de garrafa e com uma forma mais
próxima dos capacitores dos nossos dias. Para carregar o capacitor ligou uma
das folhas de metal à terra e a outra a uma máquina eletrostática. Foi
Benjamim Franklin que chamou armaduras às duas peças metálicas. A que
é ligada à máquina eletrostática chama-se armadura coletora e a ligada
ao solo é a armadura condensadora. O meio entre as armaduras é um
isolante chamado dielétrico. Como se disse atrás,
também Franklin alterou a estrutura da garrafa, criando o chamado quadrado
de Franklin. Para isso, colocou dois pratos de estanho dum lado e do
outro duma placa de vidro. Capacitor de ar Mais tarde, em 1750, o
professor alemão Franz Ulrich Theodor Aepinus fez experiências que o levaram
à construção de um capacitor com dielétrico de ar. Colocou duas placas
metálicas separadas por uma pequena distância de ar. Ligou uma placa à terra
e a outra a uma máquina eletrostática e ao tocar simultaneamente as duas
armaduras sentiu o "desejado" choque. "Desejado" porque
confirmou a sua teoria de que o ar podia substituir o vidro. Capacitores atuais Atualmente, os capacitores
podem classificar-se em eletrostáticos e eletrolíticos. Os
primeiros podem ser fixos ou variáveis. Os fixos podem ser de
dielétrico de papel, de filme plástico, de cerâmica, de vidro, de mica. Os
variáveis podem ser de dielétrico de ar, de filme plástico, cerâmicos. Circuitos integrados Com o advento do circuito
integrado, inventado em 1957 na Texas Instruments, novo passo foi dado no
fabrico de capacitores, não como componentes isolados, mas integrados no
circuito do componente integrado. Os capacitores integrados podem ser de dois
tipos : de junção e MOS. Os de junção obtêm-se de uma junção pn polarizada
inversamente e são construídos simultaneamente com junções dos transístores.
Os valores máximos são 100 pF. Os capacitores MOS permitem capacidades um
pouco superiores, até umas centenas de pF. Importância na eletrônica A importância do
capacitor na eletrônica é muito
grande. Nos circuitos elétricos há três componentes básicos : resistores,
bobines e capacitores. Mesmo o estudo do funcionamento de transístores e
outros componentes pode ser feito com base em modelos equivalentes com
capacitores. Aplicações Vejamos algumas
aplicações. - Nas fontes de
alimentação utilizam-se circuitos de filtragem para diminuir a ondulação (ripple) após a retificação. Há circuitos destes que
utilizam capacitores. - Há filtros (passivos e
ativos) que utilizam capacitores. Estes circuitos permitem limitar as bandas
de frequências utilizáveis. Usam-se circuitos destes, por exemplo, nos
aparelhos equalizadores de som, outros em recetores de rádio para eliminar ruídos,
outros em colunas de som para separar os sinais para os diversos altifalantes
conforme a sua frequência (agudos, médios, graves). - Nos recetores de rádio
usam-se capacitores variáveis de ar para sintonizar a estação desejada por
variação da frequência de oscilação do capacitor com uma bobine. - Usam-se capacitores em
diversos pontos dos amplificadores, para acoplar sinais duns andares para
outros e para desviar sinais para a massa. - Os osciladores são
circuitos que produzem oscilações e são um tipo de circuito com as mais diversas aplicações, como, por exemplo, em recetores e emissores
de rádio, televisão, radar, em geradores de sinais para laboratório ou em
aparelhos musicais (sintetizadores). Os osciladores utilizam resistores e capacitores,
para frequências mais baixas, ou bobines e capacitores, para frequências mais
altas. - Por vezes o efeito
capacitivo pode trazer problemas, por ser indesejado. Como a reatância
capacitiva é uma grandeza que diminui com o aumento da frequência, podem surgir
ligações não previstas entre partes de circuitos, por exemplo, ligando certos
pontos à massa para certas frequências, atenuando assim o sinal. Noutros
casos podem originar-se oscilações não desejadas num circuito. Bibliografia : Les Cahiers
de Science et Vie – Benjamin Franklin |