Física - Capacitores

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Introdução:
Capacitores são componente que armazenam energia em um campo elétrico, acumulando desequilíbrio interno de carga elétrica. Eles são constituídos de duas placas condutoras separadas por um material dielétrico. A carga é armazenada nas placas condutoras. Porem como cada placa armazena cargas iguais, a carga total do dispositivo é sempre nula.
Os capacitores estão presentes em praticamente todos os circuitos elétricos de aparelhos de som ou de imagem. Muitas vezes são associados em serie ou em paralelo, de acordo com o objetivo procurado.
Existem vários tipos de capacitores, os principais são: eletrolíticos, tântalo, poliéster, cerâmicos, á óleo, e outros dos quais cada tipo é utilizado em uma aplicação especifica.
São dois condutores isolados entre si e do ambiente que formam o capacitor, que serve como dispositivo para armazenar carga elétrica. Quando está em circuitos elétricos são como reservas de energia que são disponibilizados para gerar corrente elétrica em curta duração, como nos flash de maquinas fotográficas.
Os capacitores estão presentes, além do flash, em ventiladores, televisores, aparelhos eletrodomésticos, entre outros, são utilizados em circuitos elétricos para aplicações especificas , como partida de motores de indução monofásicos e correção do fator de potência.
O capacitor é um dispositivo constituído por duas placas separadas por uma pequena distância, que são denominadas de armaduras e o espaço entre elas de dielétrico. A carga armazenada no capacitor é diretamente proporcional a ddp (U) entre suas armaduras.
 
 Dessa forma, se para uma dada ddp (V) tivermos uma carga armazenada Q. Portanto: 
 Q α V
Essa relação significa que a divisão entre o Q e V é constante. O valor dessa constante é capacitância do capacitor. Indicamos a capacitância por C :
 
A propriedade de armazenar energia elétrica sob a forma de campo elétrico é denominada de capacitância. Sendo ela quem indica a quantidade de carga elétrica que o componente consegue armazenar, e é medida em Farad (F).
Afim de obter capacitores de capacitância elevada e tamanho reduzido é usual utilizar grande quantidade de placas “empilhadas”.
Exemplos de Capacitor 
Capacitor de placas paralelas : é um dispositivo de uso comum . útil para a exploração de vários fenômenos no eletromagnetismo. Ele consiste em duas placas iguais, planas e paralelas, geralmente separadas por uma distancia d, muito menor que as dimensões das placas.
Capacitor cilíndrico: é formado por dois cilíndricos coaxiais de altura h e raios a e b, sendo a<b 
Capacitor esférico: é constituído de duas cascas esféricas concêntricas de raios a e b ;
TIPOS DE CAPACITORES :
Há diversos tipos de capacitores, os quais se diferenciam tanto pela técnica de construção quanto dos materiais. Essas diferenças dotam estes capacitores de propriedades específicas, que os tornam ideais para determinados tipos de aplicação. São os seguintes os principais tipos de capacitores:
 Capacitores eletrolíticos – estes capacitores são construídos a partir da formação de uma camada de óxido de alumínio ou óxido de tântalo numa armadura do mesmo metal. Como a camada de óxido é muito fina e tem uma constante dielétrica elevada, podem ser obtidos capacitores de valores elevados ocupando pequeno espaço. São mais utilizadas em desacoplamento, acoplamento e filtragem de sinais de baixas frequências. E presença certa na maioria dos circuitos eletrônicos em função de sua grande capacitância na ordem de alguns microFarad até milhares de microFarad, especialmente em fontes de alimentação.
Capacitor de Tântalo - é um capacitor de pequenas dimensões e capacitância
relativamente alta com uso bastante difundido em eletrônica. Estes componentes apresentam baixas tolerâncias (20 %), tem baixa dependência
com a temperatura, com máxima tensão de operação de 120 V, mas são mais caros.
Seu emprego é aconselhável, sobretudo como capacitor de acoplamento para estágios
de baixas frequências, graças ao seu baixo nível de ruído, muito inferior ao do
capacitor de alumínio. Além do tipo tubular, é encontrado também em forma de
"gota"..
 Tubulares de papel e óleo - Os aspectos destes capacitores que, atualmente, são pouco usados. Estes capacitores eram praticamente os que predominavam nos equipamentos valvulados antigos. No entanto, o papel se deteriora e passa a apresentar fugas, levando à necessidade de substituição frequente destes componentes. Nestes capacitores, temos duas tiras de metal e entre elas uma tira de papel.
 Capacitores de poliéster – trata-se de um tipo bastante comum de capacitor que utiliza uma espécie de plástico, sendo obtido colocando-se folhas de alumínio como armaduras e folhas de poliéster entre elas para formar o dielétrico. Sua construção pode levar tanto a capacitores planos como tubulares, conforme ilustra a figura 10. Para estes tipos, entretanto as características do poliéster o tornam inapropriado para aplicações em circuitos de altas frequências. Uma variação é o poliéster metalizado, onde a armadura feita pela deposição eletrolítica de uma fina capa de metal sobre o poliéster
 Capacitores de mica – nestes tipos duas placas metálicas são colocadas de modo a haver uma ou mais folhas de mica entre elas, formando o dielétrico. Como a mica não é flexível, estes capacitores só admitem a construção plana. Pelo fato de a mica ser um material muito estável e com propriedades ideais para aplicações em altas frequências, estes capacitores são empregados em instrumentação, transmissão e outras aplicações semelhantes. 
Capacitores cerâmicos – estes são os mais comuns atualmente. Um tipo comum é 
tubular, se bem que suas características não sejam indutivas. É obtido a partir de um tubo oco de cerâmica sendo, depositadas por meios eletrolíticos uma armadura internamente e outras externamente.. Pelas suas características, estes capacitores podem ser usados numa ampla gama de aplicações que vão dos circuitos de corrente contínua aos circuitos de frequências muito altas.
 Capacitores eletrolíticos – estes capacitores são construídos a partir da formação de uma camada de óxido de alumínio ou óxido de tântalo numa armadura do mesmo metal. Como a camada de óxido é muito fina e tem uma constante dielétrica elevada, podem ser obtidos capacitores de valores elevados ocupando pequeno espaço. Estes capacitores não se prestam a aplicações que envolvam sinais de frequências elevadas. São mais utilizadas em desacoplamento, acoplamento e filtragem de sinais de baixas frequências.
° entre outros tipos de capacitores
TABELA COMPARATIVA DOS TIPOS DE CAPACITORES:
ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES :
Podem ser associados em serie ou em paralelos aos demais elementos de um circuito elétrico.
Associação em série:	
Dois ou mais capacitores estão ligados ou associados em série quando a armadura positiva fica livre, tornando-se o terminal positivo da associação, e o ultimo da armadura negativa fica livre e se torna o terminal negativo.
Os capacitores apresentam a mesma quantidade de carga elétrica Q.
A capacitância apresentada pela associação dependera de todos os valores dos capacitores associados. Podemos dizer que “o inverso da capacitância do capacitor equivalente de uma associação em serie de n capacitores é igual à soma dos inversos de suas capacitâncias, ou seja:
 
Associação em paralelo
Na associação de capacitores em paralelo as armadura negativas do capacitor são ligadas entre si assim como as  armaduras positivas  do capacitor. Quando os capacitores são ligados em paralelo a ddp da associação é a mesma para todos os capacitores.
 
A capacitância do capacitor equivalente de uma associação de capacitores em paralelo é igual à soma de sua capacitâncias, portanto:
Valores de capacitores
Os fatores que influenciam no valor do capacitor são:
Material do dielétrico(isolante), tipo de armadura e encapsulamento.
Capacitores comerciais
1.0F        1.1F        1.2F        1.3F 
1.5F        1.6F        1.8F        2.0F 
2.2F        2.4F        2.7F        3.0F 
3.3F        3.6F        3.9F        4.3F 
4.7F        5.1F        5.6F        6.2F 
6.8F        7.5F       8.2F        9.1F
Para achar os outros valores multiplique pelos seus submultiplos: mili, micro, nano e pico 
Conclusão:
Os capacitores são importantes ferramentas que acumulam uma certa carga elétrica par que seja descarregada em um momento especifico, são importantes mecanismos dos circuitos elétricos. São também importantes dispositivos 
(...)
Referências 
http://www.portalrobotica.com.br/site/index.php?option=com_content&view=article&id=13:capacitores&catid=19:introducao-a-eletronica&Itemid=4
www.infoescola.com/eletricidade/associação-de-capacitores/
www.sabereletronica.com.br/artigos/2353-tudo-sobrecapacitores 
Livro: conexões com a Física vol.3 / Blaidi Sant’Anna; Gloria Martini; Hugo Carneiro Reis; Walter Spinelli
Livro : Física Básica – Eletromagnetismo/ Alaor Chaves