RELATÓRIO SOBRE CAPACITORES DE PLACAS PLANAS PARALELAS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS 
FSC 326 – LABORATÓRIO DE FÍSICA III 
TURMA 12 
 
 
 
RELATÓRIO SOBRE CAPACITORES DE PLACAS PLANAS 
PARALELAS 
(EXPERIMENTO 04) 
 
 
 
Docente: Rafael Maroneze 
Discente: Sérgio Petry de Paula 
 
 
 
Santa Maria, 19 de ABRIL de 2017. 
INTRODUÇÃO 
O objetivo desse relatório é medir a capacitância de um capacitor de placas 
com diferentes espessuras de dielétrico e também determinar experimentalmente a 
constante dielétrica de alguns materiais. 
EXPOSIÇÃO TEÓRICA 
Capacitores também chamados de condensadores são dispositivos que tem 
como característica principal a armazenar uma grande quantidade de carga elétrica. Os 
capacitores tem sua nomenclatura conforme seu formato como, por exemplo: cilindro, 
esférico, plano e etc. Os capacitores são formados por dois condutores e são 
separados por um material isolante (chamado de dielétrico). Cada condutor está 
conectado a cargas de sinais opostos porem de mesma intensidade, ou seja, +Q e –Q. 
Potencial Elétrico: é uma grandeza escalar definida como sendo a energia potencial 
por unidade de carga em um ponto no espaço. O potencial elétrico é dado por: 
𝑉 =
𝑈
𝑞
 
Onde: 
𝑉– potencial elétrico (V) 
𝑈– energia potencial elétrica (J) 
𝑞– carga elétrica (C) 
Capacitor ou Condensador: é um dispositivo capaz de armazenar energia elétrica. O 
Capacitor é constituído de dois condutores com cargas elétricas iguais e opostas e 
separados por uma pequena distância onde é possível posicionar o material isolante 
(ar, acrílico, papelão, etc). Os capacitores são denominados de acordo com a sua forma 
geométrica. Essas formas geométricas podem ser: plana, cilíndrica, esférica, etc. 
Capacitância: é a grandeza que expressa a quantidade de carga que um capacitor é 
capaz de armazenar. Tendo como base que a carga q e a diferença de potencial (ddp) 
são proporcionais em um capacitor, e o valor da capacitância depende da geometria 
do capacitor e não da carga ou diferença de potencial, tem-se: 
𝐶 =
𝑞
𝑉
 
Onde: 
𝐶 – é a capacitância (F); 
𝑉 – potencial elétrico ou d.d.p entre as placas do capacitor (V). 
q – é o módulo da carga elétrica de uma das placas do capacitor (C) 
Dielétrico: é o material isolante presente entre as placas do capacitor, onde quanto 
maior for o valor da constante dielétrica (𝑘) do material, maior será a capacitância. 
Capacitor de Placas Paralelas: é composto por duas placas condutoras paralelas 
separadas por uma pequena distância, onde está posicionado o material isolante 
(dielétrico). Esta formação permite uma configuração de grande área de superfície em 
um espaço relativamente pequeno. 
𝐶 =
𝑘𝜀0. 𝐴
𝑑
 
Onde: 
𝐶 –é a capacitância (F); 
𝑘 – constante dielétrica; 
𝜀0- constante de permissividade do vácuo (F/m); 
𝐴 – área da placa (m²); 
𝑑 – distância entre as placas (m). 
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 
A realização desta prática laboratorial foi dividida em duas etapas. 
Etapa 1: 
Inicialmente com um capacitor de Placas Planas Paralelas, foi medido com uma régua o 
seu diâmetro para o cálculo da área que seria utilizada para o cálculo da constante 
dielétrica, em seguida posicionou-se as duas placas separando-as à distância de 5 mm 
e alinhando-as paralelamente e assim medindo a capacitância. As pontas de prova do 
multímetro foram fixadas em cada placa e em seguida mediu-se a capacitância do 
capacitor. Este procedimento foi repetido variando a distância entre as placas do 
capacitor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Etapa 2: 
Uma placa de vidro foi posicionada entre as placas do capacitor e mantendo o 
conjunto alinhado e justo, anotou-se a distância e mediu-se a capacitância do 
capacitor com o multímetro. Em seguida o procedimento foi repetido, porém duas 
placas de vidro foram posicionadas entre as placas do capacitor e assim 
sucessivamente até chegar em 5 placas de vidro. Abaixo as placas de vidro utilizadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Logo depois foi construída uma tabela com os dados obtidos e plotou-se um gráfico de 
𝐶 𝑣𝑒𝑟𝑠𝑢𝑠 1 𝑑⁄ . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPOSIÇÃO DOS DADOS E ANÁLISE DOS DADOS 
Área das Placas Planas Paralelas 
𝐷𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎𝑠 = 0,1 𝑚 𝑅𝑎𝑖𝑜 = 0,05 𝑚 
Á𝑟𝑒𝑎 = 𝜋𝑟2 Á𝑟𝑒𝑎 = 𝜋(0,05)2 Á𝑟𝑒𝑎 = 7,85𝑥10−3 𝑚2 
Valores da capacitância para cada distância de separação 
(Ar) 
𝑖 𝑑 (𝑚) 1
𝑑⁄ (
1
𝑚)⁄ 
𝐶 (𝑝𝐹) 
1 0,005 200,00 27,50 
2 0,010 100,00 13,90 
3 0,015 66,67 10,20 
4 0,020 50,00 8,60 
5 0,025 40,00 7,60 
6 0,030 33,33 7,20 
7 0,035 28,57 6,70 
8 0,040 25,00 6,40 
9 0,045 22,22 6,10 
10 0,050 20,00 5,90 
 
Como: 
𝐶 =
𝑘𝜀0. 𝐴
𝑑
 
Então: 
tan 𝜃 = 𝑘𝜀0. 𝐴 
Assim temos que: 
𝑘 =
tan 𝜃
𝜀0. 𝐴
 
Logo: 
𝑘 =
0,11867
8,85.7,85𝑥10−3
= 1,70816 
 
 
 
 
Valores da capacitância para cada espessura 
(Vidro) 
𝑖 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 (𝑚) 1
𝑑⁄ (
1
𝑚)⁄ 
𝐶 (𝑝𝐹) 
1 1,9𝑥10−3 526,31 132 
2 3,9𝑥10−3 256,41 111 
3 6,0𝑥10−3 166,67 88,5 
4 7,8𝑥10−3 128,20 64,5 
5 9,9𝑥10−3 101,01 62 
 
 
 
Como: 
𝐶 =
𝑘𝜀0. 𝐴
𝑑
 
Então: 
tan 𝜃 = 𝑘𝜀0. 𝐴 
Assim temos que: 
𝑘 =
tan 𝜃
𝜀0. 𝐴
 
Logo: 
 
𝑘 =
0,16135
8,85.7,85𝑥10−3
= 2,3226 
 
RERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
 HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; W ALKER, Jearl. Fundamentos da Física. Vol 3: 
Eletromagnetismo. 9 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013. 
 http://alunosonline.uol.com.br/fisica/capacitancia-um-capacitor-placas-
paralelas.html 
 http://www.sabereletrico.com/leituraartigos.asp?valor=31 
 http://obaricentrodamente.blogspot.com.br/2013/08/um-pouco-sobre-
capacitores.html 
DISCUSSÃO E CONCLUSÃO 
Neste relatório verificamos algumas das características dos capacitores de 
placas paralelas e principalmente o quanto o material dielétrico utilizado entre as 
placas e a distância entre estas, influenciam no valor da capacitância. 
Observamos que quanto maior for o valor da constante dielétrica do material 
utilizado como isolante entre as placas, maior será a capacitância do capacitor, isto é 
muito importante para as indústrias, pois elas estão sempre à procura de soluções que 
minimizem a quantidade de material empregado e também seus custos. 
 
Lembrando que os valores não deram próximos aos valores tabelados porque 
pode estar associado a elementos que influenciam na coleta dos dados, por exemplo: 
equipamentos utilizados na medição, temperatura do ambiente, o posicionamento das 
placas e as características dos materiais por não serem idênticos.