Prof Wildson W de Aragão

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias Física - Eletrostática

Capacitor em uma câmera fotográfica

Capacitor em um celular smartphone

Baixo custo;

Alta

frequência

Baixa

frequência

Alta

capacitância

Alta

capacitância;

Aplicado no

setor industrial

Alta

capacitância;

Utilizados em

fontes de

alimentação.

O que esses dispositivos tem em comum?

Armazenam carga elétrica

Essa é a principal função de um capacitor

É a quantidade de carga elétrica que o capacitor pode armazenar quando submetido a uma determinada ddp.

C = 𝑄

𝑈

Unidade de Capacitância: Farad (F)

1C

1V 1F =

Capacitor de Placas Paralelas

C = ε. 𝐴

𝑑

A = Área das placas (ou armaduras) (m²);

d = distância entre as armaduras (m).

ε = permissividade elétrica

para o vácuo = 8,8. 10^-12 F/m

Para outros Capacitores

C = 𝑄

𝑈 U =

𝐾.𝑄

𝑅

C = 𝑅

𝐾

Capacitor Esférico

1) Considerando a Terra um grande capacitor esférico de raio R = 6500 km, determine sua Capacitância, em Farad.

2) Um capacitor de placas paralelas armazena 1600 C de carga quando a ddp entre suas placas é de 200 V. Considere A = 1 m². Calcule:

a) A Capacitância do Capacitor;

b) A separação entre as placas;

c) A carga armazenada quando a ddp for 800 V.

https://www.youtube.com/watch?v=zclbRw_S3JI O Potencial de Repouso

Diferença de Potencial entre os

meios interno A e externo B das

células. Esse potencial é medido por

um microeletrodo de vidro, de 1 μm

(micrômetro) de diâmetro, que

contem solução condutora de KCl.

Os potenciais interno e externo das

células são constantes. Então o

potencial da membrana varia. A

força elétrica no interior da

membrana é a responsável pela

troca de íons (Na+) para o interior e

(K-) para o exterior (Bomba Sódio

Potássio).

(Energia na célula)

(1) Considerando que a espessura da membrana é da ordem de 80 Å,

determine a intensidade do campo elétrico uniforme entre o interior e

o exterior da célula.

(2) Com o resultado da questão anterior, determine o valor da força

elétrica sobre um íon monovalente (carga = 1,6. 10-19 C) no interior da

membrana.

U

Q

Área A

Área A = Energia E

E = 𝑸. 𝑼

𝟐

Sendo Q = C. U

E = 𝑪. 𝑼𝟐

𝟐

(1) (UFPE) Uma nuvem eletrizada está situada a 1000 metros de altura,

paralelamente à superfície da Terra, formando com esta um capacitor

plano de 15 nF. Quando o campo elétrico no ar (entre a nuvem e a

Terra) atinge o valor de 3. 10+6 N/C ocorre um relâmpago. Calcule a

carga elétrica, em C, que se encontrava armazenada na nuvem, no

instante da descarga elétrica.

(2) (UESPI) O desfibrilador é um aparelho capaz de liberar rapidamente

energia armazenada para combater a fibrilação nas vítimas de

ataques cardíacos. Considere um desfibrilador portátil contendo um

capacitor de capacitância 80 μF. Se esse capacitor for carregado a

uma diferença de potencial de 4000 V, que quantidade de energia

potencial elétrica o desfibrilador terá armazenado?

(a)80 J

(b)160 J

(c)320 J

(d)640 J

(e)800 J