Relatório sobre Experimentos em capacitores- SIMULADOR DIGITAL PHET

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2021 
 
 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA 
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA EM SAÚDE E BIOLOGIA 
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM RADIOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
JAMILE MENEZES 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO SOBRE O EXPERIMENTO EM CAPACITOR 
BÁSICO 
2021 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA 
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA EM SAÚDE E BIOLOGIA 
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM RADIOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO SOBRE O EXPERIMENTO EM CAPACITOR 
BÁSICO 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório de Laboratório realizado no 
curso Superior de Tecnologia em 
Radiologia no ano de 2021. Feito por 
meio de orientação do docente 
xxxxxxxxxxxxxxx 
2021 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 4 
2. OBJETIVOS ............................................................................................................ 4 
3. EMBASAMENTO TEÓRICO ................................................................................... 5 
4. MATERIAIS UTILIZADOS ....................................................................................... 5 
5. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ................................................................... 6 
6. RESULTADOS ........................................................................................................ 6 
7. CONCLUSÃO ......................................................................................................... 8 
8. REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 8 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
Este experimento foi realizado por meio de um simulador interativo online, o PhET 
INTERACTIVE SIMULATIONS, projeto da University of Colorado Boulder, com 
finalidade de estudar um capacitor sendo ele um dispositivo elétrico de 
armazenamento de cargas elétricas na qual esta capacidade é medida por uma 
grandeza chamada de capacitância com unidade de medida em Farad (F) ou Coulomb 
por volts (C/V) devido as contribuições muito importantes feitas pelo físico inglês 
Michael Faraday. Em capacitores básicos como este temos como elementos: duas 
placas condutoras metálicas em paralelo também conhecida como armaduras, entres 
elas existem um material com alta capacidade de resistência a fluxos elétricos 
chamado de dielétrico (exemplo a borracha, plástico, vidro etc.). Neste relatório vamos 
visualizar como os campo da física estuda a questão da interatividade entre as placas. 
 
 
 
 
 
2. OBJETIVOS 
Neste experimento teremos a oportunidade de observar como um capacitor básico 
ligado a uma bateria com 1,5 volts e medido por um voltímetro se comporta diante ao 
afastamento e aproximação de suas placas, bem como a mudanças da área durante 
uma separação fixa. Os valores obtidos serão tabelados para mostrar a relação entre 
o termo independente com o termo dependente que no caso é a capacitância. Em 
conjuntura temos também a carga da placa. Na qual serão por fim demonstradas em 
gráficos de dispersão com função também de comparativo. 
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3. EMBASAMENTO TEÓRICO 
 
Para que um capacitor realize a ação de armazenar as cargas, existe primeiramente 
uma relação de interatividade entre as placas e o dielétrico. Quando elas são 
conectadas a uma bateria, o polo positivo desta fonte atrai os elétrons de uma das 
placas a deixando mais positiva (ou seja, está carregada positivamente). Esta mesma 
placa vai atrair os elétrons do polo negativo para a outra placa a deixando carregada 
negativamente fenômeno conhecido como repulsão eletrostática. Após isso, elas 
passam a possuir quantidades de cargas iguais, mas com sinais diferentes. Devido a 
essa diferenciação de cargas, acaba formando um campo elétrico entre as placas e 
como existe um dielétrico, um material isolante que não estabelece um deslocamento 
de elétrons (uma corrente elétrica) a carga formada pela tensão elétrica não passa de 
um lado para o outro ficando armazenada no capacitor. 
Quando um capacitor está completamente carregado significa que o potencial entre 
as placas está igual ao valor da fonte. Ocorrendo o inverso quando descarregado, 
ambos ao chegar no limite não ocorrem mais o fluxo de energia porque de acordo com 
um ramo da física que estuda as cargas, a eletrostática, elas precisam de estar em 
movimento para que ocorra uma corrente. 
 
 
 
 
 
 
4. MATERIAIS UTILIZADOS 
 
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park- 
basics_pt_BR.html 
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_pt_BR.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_pt_BR.html
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5. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
5.1 Equipamento no Simulador 
• 1 capacitor de placas paralelas 
• 1 bateria 
• 1 voltímetro 
• Chaves elétricas 
 
 
5.2 Métodos 
Utilizando-se do simulador para este experimento, primeiramente no modo 
“Capacitância” ativamos a opção campo elétrico localizado no canto direto da página. 
Depois foi acionado a carga da placa superior e a energia armazenada. Fazendo a 
ação de arrasto retiramos o voltímetro, posicionamos as chaves elétricas e a bateria 
em 1,5 volts. Com o circuito fechado separamos as placas paralelas em 4 pontos a 
fim de observamos cada capacitância e energia da placa superior formada. Em 
seguida fixamos em somente uma separação e movimentamos a área da placa em 4 
pontos para também encontrar os termos dependentes. 
 
 
 
 
6. RESULTADOS 
Como forma de justificar o referido assunto, tabelamos os dados obtidos no software, 
na qual foi observado abaixo que quando utilizado a maior voltagem da bateria que 
neste caso foi de 1,5 volts (positivo) e aproximando as placas uma mais perto da outra, 
a carga de energia armazenada era diferente quando a as separamos. Isso deve se a 
camada dielétrica que terá menor influencia entre elas, diminuindo essa carga 
armazenada e consequentemente reduzindo a capacitância. 
 
Na tabela 1 temos os valores da capacitância com unidade de medida em picoFarad 
a cada separação (em milímetro), bem como também a carga da placa superior em 
picoCoulomb, unidade essa em razão do tamanho da carga elétrica ser muito pequena 
assim utiliza-se submúltiplos. Relacionado somente os termos independentes e 
dependentes montamos um gráfico de dispersão com linha de tendência polinomial 
para que o valor do R quadrado chegasse ao máximo de 1. 
Tabela 1 - Relação separação com a capacitância 
SEPARAÇÃO (mm) CAPACITÂNCIA (pF) CARGA DA PLACA (pC) 
2,00 1,33 1,99 
4,00 0,89 1,00 
6,00 0,44 0,66 
8,00 0,33 0,50 
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Gráfico da separação com capacitância y = 0,0206x2 - 0,3788x + 2,0225 
1,6 
1,4 
1,2 
1 
0,8 
0,6 
0,4 
0,2 
0 
0,00 
R² = 0,9903 
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 
Separação (mm) 
Gráfico da área da placa com capacitância 
y = 0,0011x 
R² = 1 
0,50 
0,45 
0,40 
0,35 
0,30 
0,25 
0,20 
0,15 
0,10 
0,05 
0,00 
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 
Área da Placa (mm²) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na tabela 2 relacionamos a área da placa com unidade de medida em milímetro a 
cada capacitância (em picoFarad) encontrada juntamente com a carga da placa 
possuindo unidade em picoCoulomb. Fixamos a separação em um único ponto e 
movimentos a área das placas na qual foi observado no tabelamento e nos gráficos 
que quanto maior for a sua área, maior é a quantidade de elétrons livres para se 
deslocar. Assim temos maior carga armazenada e capacitância. 
Tabela 2 - Relação área da placa com a capacitância 
ÁREA DA PLACA (mm²) CAPACITÂNCIA (pF) CARGA DA PLACA (pC) 
100 0,11 0,17 
200 0,22 0,33 
300 0,33 0,50 
400 0,44 0,66 
Tabela 1- Separação fixa em 8,0 mmC
a
p
a
c
it
â
n
c
ia
 (
p
F
) 
C
a
p
a
c
it
â
n
c
ia
 (
p
F
) 
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7. CONCLUSÃO 
Temos, portanto, o discernimento que capacitor um dispositivo muito importante no mercado 
que possui vários tipos sendo ele de cerâmica, poliéster, eletrolítico entre outros. Pode ser 
encontrado em quase todos os circuitos eletrônicos, sendo o material dielétrico o maior 
diferencial na forma de sua utilização. Exemplos de aplicação: nas células fotovoltaicas para 
armazenar energia, quando utilizam lasers de alta potência, em sintonizadores de rádios, 
maquinas fotográficas entre outras. Ademais, a capacitância de um capacitor é diretamente 
proporcional a área da placa e ao material isolante sendo, porém inversamente proporcional 
a distância entre as placas. 
 
 
 
 
 
8. REFERÊNCIAS 
 
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park- 
basics_pt_BR.html 
https://athoselectronics.com/capacitor/ 
http://mundoprojetado.com.br/capacitor-o-que-e-e-como-funciona/ 
https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funcionam-os-capacitores/ 
https://www.inf.unioeste.br/~reginaldo/informatica/capacitor/capacitor1.pdf 
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_pt_BR.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_pt_BR.html
https://athoselectronics.com/capacitor/
http://mundoprojetado.com.br/capacitor-o-que-e-e-como-funciona/
https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funcionam-os-capacitores/
https://www.inf.unioeste.br/~reginaldo/informatica/capacitor/capacitor1.pdf