História do capacitor

Os anos pioneiros na história dos capacitores foram uma época em que os capacitores eram usados ​​principalmente para obter uma compreensão inicial da eletricidade, anterior à descoberta até do elétron. Era também um momento para fazer demonstrações de salão, como ter uma fila de pessoas de mãos dadas e descarregar um capacitor através delas. A era moderna dos capacitores começa no final dos anos 1800 com o início da era da aplicação prática da eletricidade, exigindo capacitores confiáveis ​​com propriedades específicas.

Em 1909, William Dubilier inventou capacitores de mica menores que foram usados ​​no lado receptor para os circuitos ressonantes em hardware sem fio.

Os primeiros capacitores de mica eram basicamente camadas de mica e folhas de cobre unidas como os chamados "capacitores de mica presos". Esses capacitores não eram muito confiáveis. Sendo apenas folhas de mica pressionadas contra folhas de metal, havia lacunas de ar entre a mica e as folhas. Essas lacunas permitiam oxidação e corrosão e faziam com que a distância entre as placas estivesse sujeita a mudanças, alterando a capacitância.

Na década de 1920, foram desenvolvidos capacitores de mica de prata, aqueles em que a mica é revestida em ambos os lados com o metal, eliminando as lacunas de ar. Com um revestimento de metal fino em vez de folhas mais grossas, os capacitores também podem ser menores. Estes eram muito confiáveis. Claro que não paramos por aí. A era moderna dos capacitores foi marcada por um avanço após o outro para uma história fascinante. Vamos dar uma olhada.

Para obter maior capacitância, outra cerâmica, titanato de bário, foi usada, pois tinha 10 vezes a permissividade da mica ou do dióxido de titânio. No entanto, eles tinham parâmetros elétricos menos estáveis ​​e podiam substituir a mica apenas onde a estabilidade era menos importante. Isso foi melhorado após a Segunda Guerra Mundial.

Uma empresa americana lançada em 1961 foi pioneira no capacitor de cerâmica multicamada (MLCC), que era mais compacto e tinha maior capacitância. A partir de 2012, mais de 10^12 MLCCs de titanato de bário são produzidos a cada ano.

Na década de 1890, Charles Pollak descobriu que uma camada de óxido em um ânodo de alumínio era estável em uma solução neutra ou alcalina e obteve uma patente em 1897 para um capacitor de bórax eletrólito de alumínio. Os primeiros capacitores eletrolíticos "úmidos" apareceram brevemente em rádios na década de 1920, mas tinham uma vida útil limitada. Eles foram chamados de "molhados" devido ao seu alto teor de água. Eles eram basicamente um recipiente com um ânodo de metal imerso em uma solução de bórax ou outro eletrólito dissolvido em água. A parte externa do recipiente agia como a outra placa. Estes foram usados ​​em grandes centrais telefônicas para reduzir o ruído do relé.

A patente do ancestral moderno do capacitor eletrolítico foi arquivada em 1925 por Samual Ruben. Ele colocou um eletrólito semelhante a gel entre o ânodo revestido de óxido e a segunda placa, uma folha de metal, eliminando a necessidade de um recipiente cheio de água. O resultado foi o capacitor eletrolítico "seco". Outra adição foi um espaço de papel entre as voltas das folhas. Tudo isso reduziu significativamente o tamanho e o preço.

Em 1936, a empresa Cornell-Dubilier introduziu seus capacitores eletrolíticos de alumínio, incluindo melhorias como tornar a superfície do ânodo mais rugosa para aumentar a capacitância. A Hydra-Werke, uma empresa AEG, iniciou a produção em massa em Berlim, na Alemanha, ao mesmo tempo.

Após a Segunda Guerra Mundial, o rápido desenvolvimento da tecnologia de rádio e televisão levou a maiores quantidades de produção, bem como a uma variedade de estilos e tamanhos. As melhorias incluíram a redução de correntes de fuga e resistência equivalente em série (ESR), faixas de temperatura mais amplas e maior tempo de vida usando novos eletrólitos baseados em orgânicos. Outros desenvolvimentos das décadas de 1970 a 1990 também incluíram a redução das correntes de fuga, redução adicional da ESR e temperaturas mais altas.

O que ficou conhecido como a "praga do capacitor" ocorreu durante os anos de 2000 a 2005, possivelmente devido ao uso de uma receita roubada, mas sem certas substâncias estabilizantes que levaram à falha prematura.