Um condensador de acoplamento é um condensador que é usado para acoplar ou ligar apenas o sinal AC de um elemento de circuito a outro. O condensador bloqueia o sinal DC da entrada do segundo elemento e, portanto, só passa o sinal AC.
Uso dos condensadores de acoplamento
Capacitores de acoplamento são úteis em muitos tipos de circuitos onde os sinais AC são os sinais desejados para serem emitidos enquanto os sinais DC são apenas usados para fornecer energia a certos componentes do circuito, mas não devem aparecer na saída.
Por exemplo, um condensador de acoplamento é normalmente usado em um circuito de áudio, como um circuito de microfone. A alimentação DC é usada para dar energia a partes do circuito, como o microfone, que precisa de energia DC para funcionar. Portanto, sinais DC devem estar presentes no circuito para fins de alimentação. No entanto, quando um utilizador fala para o microfone, a fala é um sinal AC, e este sinal AC é o único sinal no fim que queremos desmaiar. Quando passamos os sinais AC do microfone para o dispositivo de saída, digamos, alto-falantes a serem reproduzidos ou um computador a ser gravado, não queremos passar o sinal DC; lembre-se, o sinal DC era apenas para alimentar partes do circuito. Não queremos que ele apareça na gravação de saída. Na saída, queremos apenas o sinal de voz AC. Assim, para garantir que apenas o AC passa enquanto o sinal DC está bloqueado, colocamos um condensador de acoplamento no circuito.
Como colocar um condensador de acoplamento num circuito
Para colocar um condensador num circuito de acoplamento AC, o condensador é ligado em série com a carga a ser acoplada.
Um condensador é capaz de bloquear baixas frequências, como DC, e passar frequências altas, como AC, porque é um dispositivo reactivo. Ele responde a diferentes freqüências em diferentes caminhos. Para sinais de baixa freqüência, ele tem uma impedância muito alta, ou resistência, de modo que sinais de baixa freqüência são bloqueados para não passar. Para sinais de alta freqüência, ele tem uma baixa impedância ou resistência, de modo que os sinais de alta freqüência são facilmente passadas.
Como escolher o valor do condensador de acoplamento
Agora sabemos o que é um condensador de acoplamento e como colocá-lo num circuito de acoplamento, o próximo passo é como escolher um valor apropriado para o condensador de acoplamento.
O valor do condensador de acoplamento depende da frequência de passagem do sinal AC.
Capacitores são dispositivos reactivos, o que significa que oferecem impedância (ou resistência) diferente aos sinais de frequências diferentes. Para sinais de baixa frequência, tais como DC com uma frequência de 0Hz, os condensadores oferecem uma resistência muito elevada. É assim que os condensadores são capazes de bloquear a passagem de sinais DC. No entanto, à medida que a frequência do sinal aumenta, o condensador oferece progressivamente menos resistência. A reactância do condensador muda de acordo com a fórmula, reactância= 1/2πfC, onde a frequência é a frequência e C é a capacitância. Assim você pode ver que a reactância que o condensador oferece é proporcional à frequência e à capacitância.
Desde que os condensadores oferecem menos reactância em frequências mais altas, é necessário um valor muito baixo de capacidade para permitir a sua passagem. Portanto, sinais de frequência muito alta precisam apenas de condensadores muito pequenos, como na gama picofarad (pF).
Capacitores oferecem uma reactância maior em frequências mais baixas. Portanto, eles precisam de valores de capacitância muito maiores para permitir a passagem desses sinais de freqüência mais baixa. Portanto, sinais de baixa frequência necessitarão de capacitores na faixa de microfarad.
Então os capacitores de acoplamento são usados em muitas aplicações diferentes. Uma das aplicações mais comuns é para amplificadores. No entanto, eles podem ser usados em praticamente qualquer circuito que requeira bloqueio DC com acoplamento AC, como aplicações de radiofreqüência (RF).
Desde que as aplicações de audiofrequência e radiofrequência se adaptem a uma vasta gama de frequências que envolvem frequências desde hertz até megahertz, isto cobre todas as frequências necessárias para aplicações de acoplamento.
Below é uma guia básica aproximada de condensadores que podem ser usados para várias frequências.
Para acoplar um sinal de 100Hz, pode ser usado um condensador 10μF.
Para um sinal de 1000Hz, pode ser usado um condensador 1μF.
Para um sinal de 10KHz, pode ser usado um condensador de 100nF.
Para um sinal de 100KHz, pode ser usado um condensador de 10nF.
Para um sinal de 1MHz, pode ser usado um condensador de 1nF.
Para um sinal de 10MHz, pode ser usado um condensador de 100pF.
Para um sinal de 100MHz, pode ser usado um condensador de 10pF.
Esta é uma estimativa aproximada que será eficaz na maior parte do tempo. A única variável que pode afetar os valores acima é a resistência em paralelo com o capacitor.
Se a resistência em paralelo ao condensador for cerca de 10KΩ ou menos, todos os valores se manterão verdadeiros. Normalmente a resistência é muito menor que esta quantidade.
No entanto, se a resistência for maior, como entre 10KΩ e 100KΩ, você pode dividir o condensador acima por 10; significando que você pode usar até mesmo um condensador menor. Se você usar o condensador acima, o acoplamento funcionará da mesma forma. Mas você pode usar até mesmo um condensador menor, porque se a resistência em paralelo for maior, isso faz com que o sinal AC escolha o caminho do condensador muito mais fácil do que o caminho da resistência, porque o caminho do condensador tem muito menos resistência em comparação com a resistência se a resistência for maior. Assim, à medida que a resistência aumenta, o valor da capacitância pode diminuir. Mas, novamente, usar um valor de condensador maior do que o necessário nunca poderia prejudicar. Usando um capacitor menor poderia.
Então este é um método eficaz para escolher o valor de um condensador de acoplamento. Ele permite o acoplamento de baixa ou alta frequência.
Enquanto os capacitores de acoplamento passam pelos sinais AC para a saída, os capacitores de desacoplamento fazem praticamente o oposto; os capacitores de desacoplamento desviam os sinais AC para a terra e passam através do sinal DC em um circuito. Os capacitores de desacoplamento são projetados para purificar os sinais DC do ruído AC.