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FOLHETO DE AULA — FÍSICA FRENTE 2 MED — Semana 23 – Capacitores Prof. Edu Lessi Aviso Legal: Os materiais e conteúdos disponibilizados pelo Poliedro são protegidos por direitos de propriedade intelectual (Lei nº 9.610/1998). É vedada a utilização para fins comerciais, bem como a cessão dos materiais a terceiros, a título gratuito ou não, sob pena de responsabilização civil e criminal nos termos da legislação aplicável. 1 1. INTRODUÇÃO O capacitor é um componente eletrônico que tem como principal função armazenar energia elétrica. O capacitor é formado por duas placas condutoras e entre essas placas há um isolante denominado dielétrico. O material dá o nome do tipo de capacitor (poliéster, cerâmica, etc.) Usos comuns: 2. FUNCIONAMENTO Ao aplicarmos tensão em seus terminais, o capacitor armazena d.d.p. e cargas elétricas, sendo que uma das placas armazena cargas positivas e a outra armazena cargas negativas. O dielétrico que fica entre as placas evita a passagem das cargas de uma placa à outra. No capacitor carregado não haverá circulação de corrente. 3. CAPACITÂNCIA É a grandeza física que mede a ________________ que o capacitor tem de __________________ “tantos” coulombs de ______________ para cada “__________________” de d.d.p. que se acumulou na peça. Assim: ou A unidade da capacitância é: = = = Q C U 4. ANÁLISE GRÁFICA Como a equação do capacitor é uma função do 1º grau, o gráfico fica: Temos então que a ________________ calcula a “Energia potencial armazenada no capacitor” ( ). Exercício 01: (Enem digital 2020) O desfibrilador salva vidas de pessoas que são acometidas por ataques cardíacos ou arritmias. Ele dispõe de um capacitor que pode ser carregado por uma fonte com uma alta tensão. Usando o desfibrilador, pode-se fornecer energia ao coração, por meio de um choque elétrico, para que ele volte a pulsar novamente em seu ritmo normal. Um socorrista dispõe de um desfibrilador com capacitor de 70 microfarads que pode armazenar cerca de 220 J de energia, quando conectado a uma tensão de 2500 V. O valor da carga armazenada por esse desfibrilador, em coulomb, é de: a) 0,015. b) 0,088. c) 0,175. d) 3,15. e) 11,4. 5. CÁLCULO CONSTRUTIVO A capacitância do capacitor é uma característica que depende da arquitetura da peça. Assim: Partes construtivas: Proporções: 6. ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES A) Em série: na associação em série a carga armazenada nos capacitores é a mesma, a d.d.p. se distribui inversamente proporcional à capacitância. Flash, desfibrilador, teclado de comput, tela touch, luz emerg., no break, ... ( ou condensador de cargas) Highlight Highlight Highlight Aviso Legal: Os materiais e conteúdos disponibilizados pelo Poliedro são protegidos por direitos de propriedade intelectual (Lei nº 9.610/1998). É vedada a utilização para fins comerciais, bem como a cessão dos materiais a terceiros, a título gratuito ou não, sob pena de responsabilização civil e criminal nos termos da legislação aplicável. 2 B) Em paralelo: na associação em paralelo a d.d.p. dos capacitores é a mesma, a carga armazenada nos capacitores se distribui diretamente proporcional à capacitância. 7. CAPACITOR NO CIRCUITO Os capacitores podem fazer parte de circuitos comuns. Normalmente é cobrado nos vestibulares o capacitor em regime de funcionamento, ou seja, já carregado, de tal maneira que o ramo do circuito que contém um capacitor não é percorrido por corrente elétrica. O análogo para o capacitor carregado é uma chave aberta. Atenção: para obter a d.d.p. de um capacitor em um circuito, basta saber a d.d.p. do elemento que estiver em paralelo com ele. Exercício 02: (Insper 2019) No circuito ideal esquematizado na figura, o gerador fornece uma tensão contínua de 200 V. As resistências dos resistores ôhmicos são 1 3R R 20 ,= = 2R 60= e a capacitância do capacitor é 6C 2,0 10 F.−= Nessas condições, a quantidade de carga acumulada no capacitor será, em C, igual a a) 32,4 10 .− b) 42,4 10 .− c) 31,2 10 .− d) 41,2 10 .− e) 32,0 10 .− Exercício 03: (Mackenzie 2018) Na associação de capacitores, esquematizada acima, a capacitância está indicada na figura para cada um dos capacitores. Assim, a capacitância equivalente, entre os pontos A e B no circuito, é a) C. b) 2C. c) 3C. d) 4C. e) 8C. Exercício 04: (Uepg 2017-adaptada) Um capacitor plano a vácuo é constituído por duas placas metálicas com área de 20,10 m cada e separadas por uma distância de 5 cm. Este capacitor é ligado a uma bateria de 500 V. Sobre o assunto, assinale o que for correto. Dados: 12 0 8,85 10 F mε −= . Calcule a capacitância do capacitor a vácuo, apresentado no enunciado. Resumo comparativo: Resistores X Capacitores Guia de estudos: Semana 23: Capacitores No livro Física - VOLUME 2, Frente 2, Capítulo 6. Ler página 173 até 175. Estudar DETALHADAMENTE o exercício resolvido 4. Fazer, seguindo a ordem: Revisando: 3. Propostos: 37, 39, 40, 38, 41, 42, 43, 49, 50, 51, 52.