Relatorio Capacitores

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO 
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – CCET 
Departamento de Física 
Disciplina: Física Experimental II 
Professor: Paulo Rogério Dias Pinheiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório da aula prática n 4° 
Capacitores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Luís – MA 
 2023 
 
2 
Alunos: 
 ANA CAROLINE SANTOS ALMEIDA 
CARLOS CEZAR ARAGÃO DE SOUSA FILHO 
JEOVANE LIMA DE MOURA 
 MICHAEL MAGALHAES FERREIRA 
LUCAS NOGUEIRA FURTADO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório da aula prática n 4° 
Capacitores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado ao curso 
bacharelado de ciência e tecnologia, sob a 
supervisão do professor: Paulo Rogério, 
com um dos pré-requisitos para a 
avaliação da disciplina de Física 
Experimental II. 
 
 
 
 
 
São Luís – MA 
2023 
 
 
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SUMÁRIO 
 
RESUMO 4 
INTRODUÇÃO 5 
ABORDAGEM TEÓRICA 6 
MATERIAIS E METODOLOGIA 8 
DISCUSSÃO E RESULTADOS 9 
CONCLUSÃO 11 
REFERÊNCIAS 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESUMO 
 
 
 Capacitores são dispositivos eletrônicos que armazenam energia elétrica em 
um campo elétrico. Eles são frequentemente usados em circuitos eletrônicos para 
armazenar carga elétrica temporariamente e liberá-la quando necessário. Em um 
experimento com capacitores, pode-se investigar o comportamento da carga elétrica 
armazenada em um capacitor. Um experimento comum é o de carga e descarga de 
um capacitor. Nesse experimento, o capacitor é carregado com uma fonte de 
tensão, como uma bateria, e em seguida, a fonte de tensão é removida. O capacitor 
começa então a descarregar sua carga elétrica através de um circuito, como um 
resistor. A taxa de descarga é determinada pela capacitância do capacitor e pela 
resistência do circuito, dessa forma, será apresentado de forma teórica e 
experimental este relatório. 
 
 
 Palavras chaves: capacitores, circuitos, carga, experimentos, placa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
 Segundo o personagem Alan Turing, interpretado por Benedict Cumberbatch, "O 
capacitor é uma máquina que armazena eletricidade. É como uma bateria, mas pode 
ser carregado e descarregado muitas vezes. É um dispositivo muito importante em 
qualquer circuito elétrico." (O JOGO DA IMITAÇÃO, 2014). Deve-se pontuar, de início, 
que o capacitor é um componente eletrônico que, dentro de um circuito elétrico, tem 
a capacidade de armazenar cargas elétricas. O capacitor é constituído por dois 
materiais condutores que são isolados entre si por um material isolante. Os dois 
materiais condutores são chamados de armaduras ou placas, e o material isolante 
varia para cada tipo de capacitor. Esse material isolante também é o que define o 
nome do capacitor. Um capacitor cerâmico, por exemplo, tem a cerâmica como o seu 
material isolante. A quantidade de energia que um capacitor consegue armazenar é 
chamada de capacitância, e é medida em Farad (F). Quanto maior a capacitância do 
capacitor, maior é o seu tamanho. 
 O capacitor eletrolítico é bastante aplicado devido à sua alta capacidade de 
armazenar cargas, ou seja, a sua capacitância. Isso porque o dielétrico do capacitor 
eletrolítico é mais fino do que os dielétricos dos capacitores cerâmicos por exemplo. 
As placas condutoras do capacitor eletrolítico podem ser de alumínio, tântalo, nióbio, 
titânio, zircônio, ou outros materiais. Os capacitores eletrolíticos mais usados são os 
que têm as suas placas feitas de alumínio e tântalo. 
 Os capacitores eletrolíticos são bastante usados em circuitos de corrente contínua. 
Em seus terminais existe uma polarização a ser respeitada. O terminal 
correspondente ao negativo tem uma indicação pintada no corpo do capacitor .Caso 
essa polarização não seja respeitada, o capacitor sofrerá danos durante o 
funcionamento, podendo até mesmo explodir. 
 Sobre o seu funcionamento, quando conectado à uma fonte de tensão, o capacitor 
tende a acumular cargas através do campo magnético. As placas ligadas ao polo 
positivo do capacitor acumulam cargas positivas, assim como as placas ligadas ao 
polo negativo acumulam as cargas negativas. Graças ao meio dielétrico, essas cargas 
não se combinam. Isso faria com que o capacitor entrasse em curto circuito mesmo 
em condições normais de operação. 
 Enquanto conectado a essa fonte de tensão, o capacitor está em seu processo 
de carga. Geralmente, um elemento chamado resistor é colocado em série com o 
capacitor. Esse resistor controla o tempo de carga do capacitor. No momento em que 
o capacitor deixa de receber tensão em seus terminais, ele descarrega a carga que 
foi acumulada anteriormente para o restante do circuito. 
 
 
 
 
 
 
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ABORDAGEM TEÓRICA 
 
Um experimento com capacitores é a medição da constante dielétrica de um 
material. A constante dielétrica é uma propriedade que descreve a capacidade de 
um material para armazenar carga elétrica quando submetido a um campo elétrico. 
O físico inglês Michael Faraday, um dos grandes nomes da eletricidade, foi um dos 
primeiros a estudar as propriedades dos capacitores. Em seu livro "Experimental 
Researches in Electricity", de 1853, Faraday descreve os resultados de seus 
experimentos com capacitores de placas paralelas. 
 Em compreensão da teoria é aplicada de forma experimental no qual é 
fundamental um capacitor com placas paralelas separadas por um material 
dielétrico. O capacitor é carregado com uma fonte de tensão e a carga armazenada 
é medida. Em seguida, um material dielétrico é colocado entre as placas e a carga 
armazenada é medida novamente. A constante dielétrica é calculada a partir da 
relação entre a carga armazenada com o dielétrico e a carga armazenada sem o 
dielétrico. 
 Segundo Halliday, Resnick e Walker, em seu livro "Fundamentos de 
Física", a constante dielétrica é uma medida da polarizabilidade de um material e 
depende da orientação dos dipolos elétricos no material dielétrico. Dessa forma, 
diferentes materiais dielétricos apresentam diferentes constantes dielétricas, o que 
os torna úteis em diversas aplicações, como em capacitores de armazenamento de 
energia. 
Outro conceito envolvendo capacitores é a medição da capacidade de um 
capacitor de placas paralelas. Segundo Tipler e Mosca, em seu livro "Física para 
Cientistas e Engenheiros", a capacitância de um capacitor de placas paralelas é 
dada pela equação:C = Q/V. O capacitance C de um capacitor é definido como a 
relação entre a carga elétrica Q armazenada em cada uma de suas placas e a 
diferença de potencial V entre elas. Essa relação foi descrita pelo físico inglês 
Michael Faraday, em 1824, e é conhecida como Lei de Faraday. 
 
7 
Para medir a capacidade de um capacitor de placas paralelas, pode-se 
utilizar um circuito RC (resistor-capacitor) em série com o capacitor, conectado a 
uma fonte de tensão e um osciloscópio. A capacidade do capacitor pode ser 
calculada a partir da constante de tempo RC e do valor do resistor utilizado. 
Portanto, em experimentos de capacitores é que permite a aplicação dos 
conceitos relacionados a eletricidade, estabelecidos pelos os físicos como Michael 
Faraday, Tipler, Mosca, Halliday, Resnick e Walker. o estudo dessa ideia é 
abrangem o fundamento para desenvolvimento de tecnologias envolvendo a energia 
elétrica no qual é ressaltado pelo o Paul Horowitz e Winfield Hill, O Projeto de 
Circuitos Eletrônicos: Técnicas e Aplicações afirma que os capacitores são 
encontrados em quase todos os equipamentos eletrônicos hoje em dia e são uma 
parte essencial de muitos circuitos eletrônicos, exemplo pode-se destacar são as 
usinas hidrelétricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MATERIAIS E METODOLOGIA 
Materiais utilizados: 
Protoboard 
4 capacitores 
multímetro digital 
Imagem 1Fonte: Imagem tirada durante experimento, arranjo dos equipamentos. 
 
Procedimento experimental: 
 
Primeiramente, foi realizada a medição individual das capacitâncias de quatro capacitores. 
Em seguida, os capacitores foram colocados em série, começando com dois, três e, por 
último, os quatro juntos. Posteriormente, foi feita a conexão dos capacitores em paralelo, 
começando com dois, depois três e, em seguida, quatro, com as mesmas configurações de 
capacitâncias adotadas na conexão em série. Após as medições realizadas tanto em série 
quanto em paralelo, foi feita 3 conexões mistas, que consistia na associação dos 4 
capacitores em série e paralelo no mesmo circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
Imagem 2 representando o processo de desenvolvimento em prática. 
 
Fonte: Imagem tirada durante experimento. 
 
Imagem 3 representação do processo do experimento 
 
 
Fonte: Imagem tirada durante experimento. 
 
 
 
DISCUSSÃO E RESULTADOS 
O experimento aqui apresentado trata-se, como já mencionado, do tema capacitores, 
verificou-se o valor individual dos mesmos e logo após os valores obtidos associando-
 
10 
os em série, paralelo e a junção das duas associações chamada de associação mista 
usando a protoboard como instrumento de ligação desses elementos elétricos, foram 
usados 4 capacitores, 2 de 10 µF e 2 de 47 µF, logo abaixo têm-se os valores dos 
devidos capacitores medidos com o multímetro. 
Valores dos capacitores: 
Capacitores Valores (µF) 
C1 9,57 
C2 9,66 
C3 45,39 
C4 43,37 
Analisando os valores, vê-se que eles tem uma pequena diferença com o valor 
nominal escrito nos capacitores, porém esse erro não ultrapassa 7,7 % no pior dos 
casos, podendo ser usado normalmente para o experimento aqui empregado. Abaixo 
temos as tabelas com os valores obtidos pelos capacitores usando associação em 
série e paralelo, utilizou-se 2, 3 e 4 capacitores no experimento. 
Associação em série: 
Capacitores Associados Valores(µF) 
C1 e C2 7,83 
C1, C2 e C3 4,29 
C1, C2, C3 e C4 3,89 
 
Associação em Paralelo: 
Capacitores Associados Valores(µF) 
C1 e C3 54,90 
C1, C2 e C3 64,90 
C1, C2, C3 e C4 Leitura Inconclusiva 
 
Logo acima os valores das associações são mostrados, o processo para a obtenção 
dos valores dos capacitores ligados em série ocorre da mesma forma que os valores 
 
11 
dos resistores ligados em paralelo, ou seja, o inverso da capacitância equivalente é 
igual a soma dos inversos das capacitâncias (1/Ce=1/C1+1/C2+...+1/Cn). Já na 
associação em paralelo de capacitores os valores são encontrados por meio da soma 
das capacitâncias (Ce=C1+C2+...+Cn), é a mesma ideia da associação em série de 
resistores. 
Por fim, foi feita a associação mista dos capacitores, logo abaixo estão 3 
representações das ligações realizadas e o valores das capacitâncias equivalentes 
encontradas com o emprego do multímetro, todos os capacitores estão na escala de 
µF(Microfarad): 
Após a montagem deste circuito na protoboard, sua 
medição foi realizada com a ajuda de um 
multímetro, e o resultado obtido para a capacitância 
equivalente foi de 26,87 µF. 
 
Neste sistema a capacitância equivalente 
foi de 10,20 µF. 
 
 
Usando-se a protoboard, como foi usado 
em todos os casos anteriores, para se 
realizar as ligações encontra-se o valor de 
23,18 µF para a capacitância equivalente. 
 
 
Os resultados obtidos foram bem analisados e os cálculos refeitos mais de uma vez, 
para que se tirasse de vez as dúvidas quanto às respostas obtidas no experimento. 
 
 
 
CONCLUSÃO 
Primeiramente, sabe-se que o capacitor é carregado com uma fonte de tensão e a 
carga armazenada é medida, foi compreendido diversos conceitos variados a respeito 
 
12 
de capacitor eletrolítico e capacitor cerâmico, complementando as ideias já praticadas 
em laboratório. Neste experimento foram introduzidos os conceitos de capacitores e 
protoboard, sendo ambos utilizados na prática. Também foi utilizado um multímetro 
para medir a capacitância dos capacitores, sendo montados circuitos em série, 
paralelo e por fim, formação mista no protoboard. Também foi medido a capacitância 
equivalente dos circuitos capacitivos, já explanado anteriormente. E concluindo, o 
experimento proporcionou aos membros do grupo, maior diversidade de 
conhecimentos, ambientando os membros do grupo aos aparelhos e o modo correto 
de utilizá-los. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
Halliday, D., Resnick, R. & Walker, J. (2009). Fundamentos de Física, Volume 2. 8ª 
ed. Rio de Janeiro: LTC. 
Faraday, M. Experimental Researches in Electricity, Volume I. Londres: Taylor & 
Francis. Inglês. Editora. Dover Publications; Illustrated. 2009. 
Tipler, P. & Mosca, G. (2009). Física para Cientistas e Engenheiros, Volume 2. 6ª 
ed. Rio de Janeiro: LTC. 
Horowitz, P. & Hill, W. (2013). O Projeto de Circuitos Eletrônicos: Técnicas e 
Aplicações. 2ª ed. Porto Alegre: Bookman. 
O JOGO DA IMITAÇÃO. Direção de Morten Tyldum. Produção de Nora Grossman, 
Ido Ostrowsky e Teddy Schwarzman. Intérpretes: Benedict Cumberbatch, Keira 
Knightley, Matthew Goode, Rory Kinnear. Reino Unido: Studio Canal, 2014. 1 DVD 
(114 min). 
BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. 
10. ed. São Paulo: Pearson Education, 2010. 
MALVINO, A. P.; BATES, D. J. Eletrônica. 7. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2012. 
 ELEKTOR BRASIL. Como funcionam os capacitores. Elektor Brasil, São Paulo, n. 
135, p. 30-33, 2018. 
IEEE TRANSACTIONS ON DIELECTRICS AND ELECTRICAL INSULATION. 
Capacitance and Dissipation Factor Measurements of Power Capacitors at High 
Temperature Using a Modified Schering Bridge. IEEE Transactions on Dielectrics 
and Electrical Insulation, Piscataway, v. 22, n. 3, p. 1393-1400, 2015. 
- Jang, W. G., & Shin, D. W. (2019). High-Frequency Characteristics of an 
Electrolytic Capacitor in a DC-DC Converter. Journal of Power Electronics, 19(5), 
1422-1430. 
MOUSAVI, S.; FARZANEH, M.; TAVASSOLIAN, N. A New Approach to Calculate 
the Capacitance of a Capacitor in a High-Frequency Circuit. Journal of Electrical and 
Computer Engineering Innovations, Tehran, v. 6, n. 
 
 
14 
 
 
 
 
	RESUMO
	INTRODUÇÃO
	ABORDAGEM TEÓRICA
	MATERIAIS E METODOLOGIA
	Materiais utilizados:
	DISCUSSÃO E RESULTADOS
	CONCLUSÃO
	REFERÊNCIAS