Sobre Capacitores

No post anterior falamos sobre ultracapacitores. Aproveitando a relevância do tema, sendo inclusive assunto da próxima prova de eletromagnetismo da 6ª fase do curso de engenharia elétrica-telemática da Unisul, continuaremos abordando o assunto, escrevendo um pouco sobre alguns aspectos. Por exemplo, capacitores do tipo eletrolítico de alumínio permitem altíssimas capacitâncias (entre 1 mF e 1000 mF). A configuração esquemática é representada na figura abaixo:

Estes capacitores são produzidos pela ação de um eletrólito inicialmente embebido em papel sobre uma placa condutora de alumínio no ânodo, que forma uma fina película de alumina (Al2O3), com permissividade relativa entre 7 e 9, o que não é muito, se comparado a outros materiais. A placa que funcionará como ânodo é previamente submetida ao ataque por um reagente químico de forma a produzir uma superfície rugosa. A película de alumina funciona como o dielétrico do capacitor e separa o eletrodo de alumínio no ânodo e o eletrólito que funciona como cátodo. A capacitância é controlada variando-se a espessura do filme e a rugosidade da superfície. Observe que esta formação estrutural acontece graças a uma reação eletroquímica, sendo esta a razão dos capacitores eletrolíticos serem polarizados. A inversão de polaridade resulta em uma reação química de sentido reverso, exotérmica, implicando na liberação de energia com consequente destruição do componente.
Abaixo, temos imagens obtidas por microscópio eletrônico de varredura (MEV) de uma placa condutora que havia sido inicialmente atacada para produzir os túneis sobre os quais se cresceu a camada de alumina. A imagem foi obtida após a remoção total do alumínio, o que permitiu evidenciar a morfologia dos túneis e da camada de óxido. Note as dimensões do túnel e a espessura da camada de óxidos reduzidas.

Fonte: http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/art-c04-electr-cap.htm

Como explicar que os capacitores de alumínio tenham capacitância maior que os de titanato de bário, material ferroelétrico com permissividade relativa maior, entre 12 e 5000? Poste seu comentário. Para alunos de Eletromagnetismo da Engenharia Elétrica-Telemática, a resposta correta implicará em ganho de 0,1 na nota em uma das avaliações.
Por falar em ferroeletricidade, trataremos deste assunto em post futuro. Por isso, fique atento às nossas publicações.

Até lá!