Como escolher entre capacitores cerâmicos e eletrolíticos

Eu estava projetando um circuito, encontrei muitas folhas de dados que não especificam se o capacitor deve ser cerâmico ou eletrolítico. Então comecei a me perguntar se o valor da capacitância me diria o tipo que deveria ser usado.

É verdade que quando a capacitância é da ordem de nF ou pF, devem ser utilizados capacitores de cerâmica e quando a ordem é de uF, os eletrolíticos?

capacitor

— Eduardo
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Para que servem? Aplicação importa mais do que tamanho.

— Matt Young

Aplicativo a ser especificado. Geralmente as cerâmicas são mais precisas (tolerância de capacitância), boa estabilidade térmica (temperatura), podem lidar com correntes de ondulação mais altas, perdas mais baixas (ESR baixo). Depende da aplicação. por exemplo, os capacitores de entrada dos conversores Buck precisam ser cerâmicos, porque a corrente de entrada contém mais picos, essas tampas são confiáveis e os casos de danos são baixos.

— User19579 23/08

Gostaria de saber se existem aplicações em que os detalhes internos da construção importam mais do que capacitância, tensão, ESR e tamanho. Existem usos que exploram especificamente outras características? (efeitos de polaridade, dependência da temperatura, ...?)

— RedGrittyBrick

@RedGrittyBrick Já vi aplicações amadores onde os efeitos microfônicos são explorados. Em alguns casos, uma mica ou uma tampa de cerâmica pode realmente funcionar melhor como sensor de microfone ultrassônico do que qualquer outro, exceto os caros microfones MEMS. Eu acho que também vi o efeito da polaridade ser intencionalmente mal usado para algumas aplicações. Não tenho certeza sobre esse último bit.

— Anindo Ghosh

Respostas:

Eu teria postado isso como um comentário se tivesse reputação suficiente para isso.

Como Peter Bennett aponta, para capacitâncias <1 µF a cerâmica geralmente é boa, enquanto a eletrolítica é boa para o resto. No entanto, devido à maior indutância de grandes capacitores eletrolíticos, eles geralmente se comportam de maneira não ideal para sinais de alta frequência. Para contornar esse problema, pode-se usar um capacitor eletrolítico em paralelo com um capacitor de cerâmica. Então o capacitor eletrolítico fornecerá um bom comportamento para a parte de baixa frequência do sinal e o capacitor cerâmico fornecerá um bom comportamento para a parte de alta frequência do sinal.

Exemplo: Você precisa de uma capacitância de 100 µF. Então, eu usaria um capacitor eletrolítico de 100 µF em paralelo com um capacitor de cerâmica de 1 µF. (Isso forneceria uma capacitância total de 101 µF, mas os capacitores são geralmente muito menos precisos do que 1% do valor especificado).

Além disso, minhas respostas (e de Peter Bennets) são válidas apenas quando você não possui requisitos específicos devido ao aplicativo com o qual está trabalhando (como user19579 aponta nos comentários de sua pergunta).

— nijoakim
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A menos que haja outras evidências (sinais "+" nos símbolos esquemáticos ou esquemáticos diferentes), eu assumiria que 1 uF ou menor é de cerâmica e mais de 1 uF é eletrolítico (alumínio ou tântalo). Os eletrolíticos geralmente têm uma voltagem especificada, mas é improvável que a cerâmica tenha uma voltagem especificada - pelo menos circuitos operando abaixo de ~ 25 volts, pois geralmente podemos assumir que quaisquer tampas de cerâmica que podemos comprar são de pelo menos 50 volts.

— Peter Bennett
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Eu freqüentemente uso cerâmicas de até 22 uF, mas as de até 100 uF estão facilmente disponíveis. As cerâmicas de maior valor também tendem a ter voltagem mais baixa (até 4 volts) e sempre terão a voltagem especificada.

Como David aponta, essa resposta simplesmente não é aplicável na era moderna - especialmente no que diz respeito aos dispositivos de montagem em superfície. As cerâmicas com microfarads são comuns e baratas, mas suas classificações de tensão não podem ser ignoradas quando você as coloca fora da parte lógica de um circuito.

— Chris Stratton

As classificações de tensão não podem ser ignoradas, especialmente para tamanhos menores e capacitâncias mais altas. Por exemplo, esta cerâmica de 47uF com uma classificação de 10V.

— Damien