ELETROSTÁTICAparte 2

CAPACITÂNCIA E

CAPACITORES

CAPACITÂNCIA

É um conceito associado à capacidade de um condutor em armazenar cargas elétricas. Esta capacidade depende de suas dimensões e do material com que é feito.

Considerando que toda a carga Q está no centro do condutor, o potencial elétrico em sua superfície será: V = (K.Q)/R de onde se tira a relação Q/V = R/K

Condutor (raio R) gerador de cargas

meio eletrostático (K)

Capacitância

Então, capacitância é a capacidade de carga que um condutor pode armazenar por unidade de tensão.

Conforme a carga do condutor esférico aumente, seu potencial aumenta proporcionalmente, já que R e K são constantes, ou seja:

Q1 = Q2 = Q3 = ….= Q = R = C

V1 V2 V3 V K

Esta constante de proporcionalidade é chamada de capacitancia, denominada Farad (F).

C= Q/V

CAPACITORConsidere duas placas paralelas feitas de um material condutor e separadas por um espaçamento vazio, estão ligadas a uma bateria através de um resistor e uma chave. Se as placas estão inicialmente descarregadas, e a chave está aberta, as placas permanecem descarregadas. No momento em que a chave é fechada, elétrons começam a sair da placa h e se acumulam na placa l, depois de passarem pela resistência e pela bateria. A corrente é inicialmente elevada, limitada apenas pela resistência do circuito. Com o tempo a corrente diminui, e após um certo tempo temos uma carga positiva na placa h.Os elétrons se acumulam na placa l com a mesma rapidez que deixam a placa h. Esta transferência de elétrons continua até que a diferença de potencial entre as placas seja exatamente igual à tensão da bateria.

Capacitor

O resultado final é uma carga positiva na placa h e uma carga negativa na placa l, muito semelhante à distribuição de carga mostrada na figura abaixo.

Este elemento, constituído por apenas dois condutores isolados com formato qualquer, separados por um material isolante ( no caso o ar), é chamado CAPACITOR.Independentemente do formato destes condutores, os chamamos de placas.

Capacitor

Ou condensadores, são dispositivos que podem armazenar cargas elétricas na forma eletrostática.

Os capacitores podem ser polarizados ou não polarizados e fixos ou variáveis.

O mais simples dos capacitores é o capacitor de placas paralelas, formada por duas armaduras condutores de área A e separadas por uma distância d por uma camada isolante denominada dielétrico.

Forma construtiva do capacitor

Capacitor

Quantidade de carga armazenada

DIELÉTRICO

Muitos circuitos elétricos necessitam de grandes capacitâncias. Para isso pode-se aumentar a área das placas do capacitor e diminuir a distância entre elas. No entanto, aumentar muito a área das placas implica em capacitores muito grandes.

Se optarmos por diminuir muito a distância entre as placas facilita a ruptura do dielétrico.

Dielétrico constante dielétricaVácuo 1Papel 3,5Vidro 7,75Porcelana 6,5Polietileno 2,3

CAPACITORES EM PARALELO E EM SÉRIEQuando há uma combinação de capacitores em um circuito, pode-se substituir essa combinação por um capacitor equivalente, com a mesma capacitância da combinação de capacitores, podendo-se assim simplificar o circuito.

Capacitores em paralelo

Capacitores ligados em paralelo podem ser substituídos por um capacitor equivalente que possui a mesma carga q e a mesma diferença de potencial V.

CAPACITORES EM PARALELO E EM SÉRIE Capacitores em série

Série significa que os capacitores estão ligados serialmente, um após o outro.