CAPACITORES

Uma importante diferença entre um capacitor e um gerador (que também fornece carga a um circuito) é o tempo de fornecimento dessas cargas. O capacitor fornece energia em um tempo muito mais curto, se descarregando logo a seguir. Como exemplo temos o flash de uma câmera fotográfica, que possui um capacitor responsável por liberar boa parte da carga no momento do “disparo”, provocando um brilho muito intenso da lâmpada.

A CAPACIDADE ELÉTRICA

Para um condutor isolado, em equilíbrio eletrostático, eletrizado com uma quantidade de carga Q e potencial V, observa-se que Q e V são diretamente proporcionais, ou seja:

É a essa constante de proporcionalidade que se chama de Capacidade Elétrica (C).

OBSERVAÇÃO

1) Capacidade Elétrica e Capacitância são sinônimos.

2) Unidade SI:

3) Um caso importante é o de uma esfera carregada, como seu potencial é dado pela equação  , sua  capacidade elétrica só depende do seu raio e do meio onde ela se encontra:

4) É muito comum usar o .

ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA (E_POT)

Para um condutor isolado, em equilíbrio eletrostático, de capacidade elétrica C, quantidade de carga Q e potencial V, tem-se que:

Se combinarmos essa equação com

teremos: 

Se combinamos com , teremos: 

ATENÇÃO

Propriedade gráfica:

CAPACITOR OU CONDENSADOR

Conjunto de dois condutores, denominados armaduras, eletrizados com quantidades de cargas de mesmo valor absoluto, mas de sinais contrários.

Função: Armazenar cargas elétricas.

Carga do Capacitor: É a carga da armadura positiva ddp do capacitor:

Capacidade Elétrica ou Capacitância: 

Energia Potencial Elétrica: 

CAPACITOR PLANO

É o capacitor cujas armaduras são planas, de mesma área e paralelas entre si, separadas por uma distância d.

Entre as armaduras coloca-se um material isolante para que não haja fluxo de cargas elétricas entre as placas, chamado de dielétrico.

Pode-se, no lugar de um material isolante, usar o vácuo entre as armaduras, e é o que faremos em nosso estudo.

Para carregar o capacitor, liga-se ele a um gerador:

CAPACITÂNCIA DE CAPACITOR PLANO

A capacitância de um capacitor plano é:

1º) diretamente proporcional à área A de suas armaduras;

2º) inversamente proporcional à distância d entre as armaduras.

, logo  ; para que se transformem em uma equação, devemos multiplicar por uma constante:

Esta constante de proporcionalidade é denominada

permissividade elétrica do isolante colocado entre as armaduras do capacitor, no caso do vácuo seu valor é:

OBSERVAÇÃO

Entre as armaduras de um capacitor plano forma-se um campo elétrico (E) uniforme, logo, é válida a expressão vista em eletrostática: U = E.d

ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES

Associação em série:

• Tem como objetivo dividir a ddp entre os capacitores associados, sem que se queimem.

• Atenção: numa associação em série, todos os capacitores ficam carregados com a mesma carga.

• Capacitor Equivalente é o capacitor que nas mesmas condições (U) é carregado com a mesma carga (Q).

• O cálculo da Capacidade Elétrica do capacitor equivalente (Ce ) é feito por:

EXERCÍCIO RESOLVIDO

01. Vamos calcular a capacitância equivalente do circuito abaixo.

A figura abaixo representa a resolução deste exercício:

Associação em paralelo:

•  Tem como objetivo aumentar a quantidade de carga armazenada sob a mesma ddp.

•  Atenção: numa associação em paralelo, todos ficam submetidos à mesma ddp.

•  O capacitor equivalente sob a mesma ddp acumula o somatório das cargas.

•  O cálculo da capacidade elétrica do capacitor equivalente (Ce) é feito por:

EXERCÍCIO RESOLVIDO

02. Vamos calcular a capacitância equivalente do circuito abaixo.

Resolução:

Cᵉq = C¹ + C²
Cᵉq = 3 + 6
Cᵉq = 9µF
Cᵉq = 9 . 10⁻⁶ F

OBSERVAÇÃO

COMO CAPACITOR PODE CAIR NO ENEM?

Os capacitores elétricos são dispositivos que armazenam energia elétrica para ser utilizada em um momento futuro, quando necessário. Em alguns circuitos, capacitores e resistores são utilizados juntos buscando o funcionamento adequado.