ESR - Equivalent Series Resistance (Resistência série equivalente), DF - Dissipation Factor (fator de dissipação), e Q - fator Q - Quality (qualidade) são três parâmetro na especificações de qualquer capacitor. Estes parâmetros têm um impacto na performance de uma dado capacitor, e determinam quais as aplicações em que cada tipo de capacitor pode ser usado.
ESR - Equivalent Series Resistance (Resistência série equivalente)
A resistência série equivalente (ESR) de uma capacitor é muito importante em muitas aplicações. Uma área particularmente onde o ESR é muito importante, é a de fontes de alimentação, tanto lineares quanto chaveadas. Em virtude do alto nível de corrente que circula por capacitores, principalmente quando usados como filtros, o ESR pode impedir que determinado tipo de capacitor possa ser apicado de forma a garantir o funcionamento da fonte, dentro das características que esta deve fornecer em sua saída.
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| ESR - (Resistência série equivalente), associado ao capacitor |
Como o ESR é uma resistência, seu efeito dissipativo é responsável por perdas e aquecimento num capacitor.
Capacitores com altos valores de ESR irão necessitar de dissipadores de calor. Alguns encapsulamentos já propiciam uma melhor dissipação por convecção, tendo uma grande área metálica exposta. Assim, é importante atentar para o aquecimento de um capacitor, garantindo que o mesmo opere dentro dos limites de temperatura para que não tenha suas características alteradas muito cedo, tendo assim, sua vida útil reduzida.
Em geral, o ESR tem seu valor aumentado com o aumento da temperatura. Em relação à frequência de operação, um aumento desta, também leva a um aumento do ESR.
Fator de dissipação e tangente (ou ângulo) de perda
Embora o ESR é mais mencionado, os fatores de dissipação e perda são amplamente usados e relacionados com o ESR.
Existe, embora muito semelhantes, uma pequena diferença entre os fatores "Fator de Dissipação" e "Tangente (ou ângulo) de perda". Em geral, o fator de dissipação é usado em baixas frequências, enquanto a tangente de perda e mais aplicado em altas frequência.
O fator de dissipação pode ser definido como: o valor da tendência do material do dielétrico em absorver energia quando um sinal em corrente alternada é aplicado.
A tangente de perda é definida como: a tangente da diferença do ângulo de fase entre a tensão e a corrente num capacitor, com respeito ao ângulo teórico de defasamento. Geralmente é usada a letra grega delta minúscula para representar o angulo de perda.
O fator de qualidade é a expressão da perda de energia em um circuito ressonante. Essencialmente é a razão entre a energia armazenada e a dissipada por ciclo de trabalho.
Pode-se deduzir que o fator Q pode ser calculado pela razão entre a reatância e o ESR na frequência de interesse:
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