Capacitores

O capacitor é um componente passivo capaz de armazenar carga elétrica. É um dos componentes mais importantes na qualidade de áudio de um amplificador pois eles estão presentes em todo o circuito, inclusive, e de forma abundante, no “trajeto” percorrido pelo sinal de áudio. Poderíamos dedicar todo um livro ao estudo dos incontáveis tipos de capacitores e de suas características na modelagem do timbre da guitarra.

Os capacitores, quando operam em conjunto com indutores, podem dar origem a circuitos sintonizados. Em amplificadores, devido à quantidade de capacitores utilizados, os circuitos sintonizados podem surgir inadvertidamente, entre a indutância de um fio, por exemplo, e a capacitância de um outro componente. Tais acoplamentos acidentais, chamados de circuitos parasíticos, podem causar filtragem de frequências e até mesmo oscilações e ruídos.

A experimentação com diversos tipos de capacitores levará o construtor de amplificadores a conhecer melhor a característica sonora de cada um de acordo com sua função no circuito. Trata-se de uma questão subjetiva, a qual é muito discutida entre técnicos.

Símbolo em esquemáticos: C

Unidade: Farad

Por ser um valor muito elevado, na prática o Farad é subdividido em:

  • microFarads (uF = milionésimo de Farad)
  • nanoFarads (nF = bilionésimo de Farad)
  • picoFarads (pF = trilionésimo de Farad)

Em Português, o capacitor também é conhecido popularmente por “condensador” por ser capaz de “condensar” (armazenar) cargas elétricas. Nos amplificadores valvulados, o capacitor têm diversas funções, algumas das quais encontram-se detalhadas a seguir.

Capacitores como filtros de alimentação

Após a retificação da corrente AC, é preciso filtrar o sinal retificado usando capacitores de filtragem e armazenamento (“reservoir”).

Armazenamento: Conforme já mencionamos, o capacitor é um componente que armazena carga elétrica. Assim, enquanto o pulso positivo proveniente da fonte retorna ao zero, o circuito após o capacitor “enxergará” ainda a tensão no pico do pulso (subtraído do ripple) armazenada no capacitor.

Filtragem: Ao mesmo tempo, os capacitores de armazenamento costumam ter valores relativamente altos, entre 10 e 100 microFarads em alta tensão (valores maiores para amplificadores automotivos e caseiros, de baixa tensão), que oferecem pouca resistência a sinais AC. Tais capacitores, portanto, aterram uma larga banda de frequências que poderiam ocasionar ruídos no circuito de áudio.

Ruídos provenientes da fonte de alimentação: Quando o amplificador trabalha em alto volume, exigindo assim maior corrente da fonte de alimentação, o banco de capacitores de armazenamento pode não ser capaz de estabilizar a tensão. Neste caso, o circuito alimentado pelo capacitor recebe tensão com flutuações, as quais chamamos de “ripple”. O ripple proveniente da fonte retificada em onda completa possui frequência de 120 Hz e pode atingir o circuito de alta tensão do amplificador tornando-se audível nos alto-falantes.

Nota sobre vazamento nos capacitores de filtragem e armazenamento: Quando capacitores de filtragem e armazenamento da fonte possuem “vazamento” (conduzindo assim corrente DC), eles trabalharão com maior temperatura e podem entrar em curto-circuito. É importante efetuar manutenção preventiva de capacitores eletrolíticos, em especial aqueles de alta tensão.

Capacitores de Desacoplamento

Capacitores interligados em paralelo entre o polo positivo da fonte de alimentação e a referência de terra (os filtros da fonte, citados acima por exemplo) são também denominados “capacitores de desacoplamento”, por configurarem um “terra” para sinais AC. Dessa forma separam, ou desacoplam, um circuito AC de outro.

Capacitores de Acoplamento

Os capacitores de acoplamento separam o potencial DC de um estágio de amplificação para outro. O capacitor, quando ligado em série com uma tensão DC, atinge sua carga máxima e entra em equilibrio com a tensão aplicada, interrompendo a condução de corrente contínua. Quando o capacitor sofre uma alteração de carga em um dos condutores, a segunda metade reage à mudança de potencial em mesma proporção, causando pulso semelhante no outro terminal (acoplamento eletrostático). Assim diz-se que o capacitor “passa” corrente alternada e bloqueia corrente contínua.

Quando o capacitor de acoplamento permite a passagem direta de DC, dizemos que se encontra com “vazamento” e precisa ser trocado. O vazamento de DC altera o ponto de funcionamento do próximo circuito, podendo causar danos físicos ao circuito em alguns casos.

Todo o sinal de áudio amplificado passa por capacitores de acoplamento, portanto sua qualidade é vital para obter um bom timbre. Os capacitores são naturalmente microfônicos e captam ruídos. Existem, por exemplo, microfones cujos elementos de captação são feitos a partir de um capacitor (“microfones condensadores”). Fabricantes devem tomar cuidado especial ao selecionar os melhores capacitores para setores críticos, de alto ganho, do amplificador – em especial em torno da válvula V1. Amplificadores em formato combo, com os alto-falantes no mesmo gabinete do circuito eletrônico, devem isolar acústicamente os capacitores de acoplamento das vibrações do gabinete.

Capacitores de controle de timbre

Os capacitores apresentam diferentes impedâncias a diferentes frequências de sinal. Assim, a combinação de capacitores de vários valores com potenciômetros permite a modelagem passiva de áudio, permitindo ao técnico determinar quais faixas de frequência deseja realçar ou atenuar.

A maioria dos amplificadores baseados nos designs Fender e Marshall utilizam variações do tradicional circuito ilustrado à direita. Este clássico circuito é composto por 2 ou 3 capacitores e uma rede de 3 resistores e 3 potenciômetros que possibilitam a modelagem de áudio para guitarra.

Vale ressaltar que nos sistemas tradicionais da Fender e Marshall os capacitores de controle de timbre funcionam, também, como capacitores de acoplamento, os quais acoplam o sinal do circuito anterior ao equalizador, bloqueando o potencial DC. Portanto todos os cuidados que devem ser tomados com capacitores de acoplamento aplicam-se aqui da mesma maneira. Principalmente tendo em vista que os potenciômetros do equalizador são acessíveis no painel frontal e não devem, em hipótese alguma, receber alta tensão. Portanto os capacitores de acoplamento do equalizador devem ser cuidadosamente selecionados e testados.

Capacitores para “bypass” de resistores de catodo

Os catodos das válvulas de pré-amplificação são normalmente aterrados via um resistor que varia entre 800 Ohms e 1500 Ohms. Tal resistor oferece a mesma resistência tanto para corrente DC quanto para sinais AC. Assim, ele não é capaz de realçar ou atenuar uma faixa de frequências (o resistor por si não serve como filtro). É desejável que o técnico possa modelar o sinal AC sendo amplificado. Assim, em paralelo com o resistor de aterramento, instala-se um capacitor que forma, com aquele, um filtro RC com o mesmo, permitindo realçar determinadas frequências.

Válvulas de potência em funcionamento com bias de catodo também podem utilizar capacitores com o mesmo propósito. Ao empregar capacitores eletrolíticos, deve-se observar sua polaridade, instalando o lado positivo sempre voltado para o catodo e o lado negativo para o terra.

PERIGO: Capacitor de referência com o neutro da rede

Amplificadores vintage, bem como diversos modelos fabricados mais recentemente, empregam uma “chave de terra”, com um dos polos ligados ao chassi do amplificador por meio de um capacitor e o polo comutador ligado à rede alimentação.

Esta ligação configura um grande perigo para segurança do músico. O chassi do amplificador é, normalmente, ligado diretamente às cordas da guitarra. Quando o sistema possui um capacitor de referência para a rede elétrica, ele estabelece um referencial AC do músico para a rede.

Ao ligar a chave na posição em que se acopla o chassi à fase da alimentação, estamos expondo o músico a um enorme perigo, em especial nos palcos molhados e outras situações adversas comuns no trabalho do músico profissional. É recomendado desativar o circuito da chave de terra, e, quando possível, modificar o amplificador para utilizar tomada de 3 pinos. Ao utilizar conectores IEC C13/C14 de 3 pinos o capacitor de referência para a rede torna-se desnecessário.

A vantagem original daquele capacitor era a atenuação de ruídos e interferências. Porém o risco que acarreta não compensa o benefício trazido. Especialmente considerando-se que outras medidas podem reduzir os ruídos sem colocar o músico em risco, como referenciar calefação AC das válvulas a um potencial DC ou reorganizar a fiação interna do amplificador.