Aula 13A CAPACITORES JG

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CAPACITORES
A capacitância de um circuito é definida como sendo a oposição que o dispositivo faz à variação 
de tensão.
Se a tensão em um circuito variar para mais ou para menos, a capacitância se oporá a essa 
modificação, “tentando” manter a tensão constante. Notamos tal efeito entre qualquer par de 
condutores separados por um isolante.
Num capacitor, quanto mais carga ele acumular para uma dada tensão, maior será a sua 
capacitância.
Assim, definimos capacitância como sendo a relação entre a carga acumulada e a tensão 
aplicada.
Quando um Coulomb de carga (Q) é acumulado, estabelecendo-se entre os terminais do 
capacitor uma diferença de potencial (V) de um Volt, dizemos que a capacitância (C ) é de um capacitor uma diferença de potencial (V) de um Volt, dizemos que a capacitância (C ) é de um 
Farad.
Por ser uma unidade que fornece valores elevados, normalmente trabalha-se com os 
submúltiplos, ou seja, microfarad (µF), nanofarad (nF) e picofarad (pF).
Exemplo:
Um capacitor que tem na sua especificação a informação de 200 nF x 100 V, significa 
que possui capacitância de 220 nanofarads e suporta, no máximo, uma tensão de 110 
volts.
Todo material isolante, na verdade, apresenta uma corrente mínima através dele, 
chamada de corrente de fuga.
Em um capacitor, essa corrente provoca sua descarga ao longo do tempo, mesmo se 
ele estiver desligado de qualquer circuito.
Podemos representar o efeito da corrente de fuga por um resistor em paralelo como o 
capacitor, como ilustrado na figura abaixo.
CORRENTE DE FUGA
Quando o desenho de um capacitor é aumentado, percebemos que a presença das cargas 
elétricas armazenadas nas placas induz (eletrização por indução) cargas no dielétrico causando a 
sua polarização.
Estas cargas induzidas e a consequente polarização do dielétrico determinam a chamada 
Permissividade Elétrica “Ɛ”.
Cada material dielétrico tem seu próprio valor de Permissividade, que nos dá uma noção da sua 
capacidade de se polarizar quando sob a influência de um Campo Elétrico.
Uma medida mais prática e mais conhecida é a chamada Permisssividade Relativa ou Constante 
Dielétrica, K.
“K” é a relação entre a permissividade do dielétrico do material em uso.
No vácuo, K = 1, enquanto “K” em outros materiais possui valores sempre maior que 1.No vácuo, K = 1, enquanto “K” em outros materiais possui valores sempre maior que 1.
Quanto maior o valor de “K”, mais capacitância pode ser obtida, se todos os outros parâmetros 
do capacitor forem mantidos iguais.
A Tabela a seguir apresenta valores para a Constante Dielétrica K de vários materiais.
CAPACITÂNCIA E TENSÃO DE RUPTURA DE UM CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS
CAPACITÂNCIA DE UMA LINHA COAXIAL
Os raios dos condutores interno e externo de um cabo coaxial são 2 cm e 5 cm, 
respectivamente, e o material entre eles tem uma permissividade relativa de 4.
A densidade de carga no condutor externo é ρl = 10
-4 (C/m).
Use a expressão para E informada abaixo para calcular a energia total armazenada em um cabo 
de 20 cm de comprimento.
Os raios dos condutores interno e externo de um cabo coaxial são 2 cm e 5 cm, 
respectivamente, e o material entre eles tem uma permissividade relativa de 4.
A densidade de carga no condutor externo é ρl = 10
-4 (C/m).
Use a expressão para E informada abaixo para calcular a energia total armazenada em um cabo 
de 20 cm de comprimento.
A ruptura do dielétrico ocorre em um material sempre que o campo E exceder a rigidez 
dielétrica em qualquer ponto do material.
Considerando o capacitor coaxial da figura abaixo, pede-se:
a) Para qual valor de r[E], é máximo?
b) Qual a tensão de ruptura se a = 1 cm, b = 2 cm e o material dielétrico for a mica com ɛr = 6?
A ruptura do dielétrico ocorre em um material sempre que o campo E exceder a rigidez 
dielétrica em qualquer ponto do material.
Considerando o capacitor coaxial da figura abaixo, pede-se:
a) Para qual valor de r[E], é máximo?
b) Qual a tensão de ruptura se a = 1 cm, b = 2 cm e o material dielétrico for a mica com ɛr = 6?