Experimento de Fisica 003 AV2 CAPACITÂNCIA

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
CIVIL / PRODUÇÃO
FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL III
2° Semestre – 2017
Experimento nº 003
Nome do Experimento: Capacitância
Alunos:
 	
NOME: Rogerio Brito de Oliveira		 MATRÍCULA: 201602594929 
NOME: Fabio Lopes da Silva			 MATRÍCULA: 201603151419
NOME: Kelly Vieira dos Santos		 MATRÍCULA: 201601331231 
NOME: Letícia Alves Andrade 		 MATRÍCULA: 201603345991
NOME: Aline de Souza Freire 		 MATRÍCULA: 201505616841
NOME: Crislete Souza Vieira 		 MATRÍCULA: 201602282153
Sumário
1 – Introdução..........................................................................................................................................03
2 – Objetivo..............................................................................................................................................04
3 – Procedimentos....................................................................................................................................04
4 – Conclusão...................................................................................................................................................................08
5 – Referências................................................................................................................................................................08
INTRODUÇÃO
Capacitância ou capacidade elétrica é a grandeza escalar determinada pela quantidade de energia elétrica que pode ser acumulada em si por uma determinada tensão e pela quantidade de corrente alternada que atravessa um capacitor numa determinada frequência. Sua unidade é dada em farad (F). Portanto a capacitância corresponde a relação entre a quantidade de carga acumulada pelo corpo e o potencial elétrico que o corpo assume em consequência disso. O dispositivo mais usual para armazenar energia é o capacitor. A capacitância depende da relação entre a diferença de potencial ( ou tensão elétrica) existente entre as placas do capacitor e a carga elétrica nele armazenada.
É calculada de acordo com a seguinte equação:
Onde: 
C – É a capacitância expressa em Farad , o microfarad, o nanofarad ou o picofarad
Q – É a carga elétrica armazenada – medida em Coulomb
E – É a diferença de potencial ou tensão elétrica – medida em volts
Contém observar que a capacitância depende da geometria do condensador ( de placas paralelas, cilíndrico e esférico). Para um determinado material, a capacitância dependera somente de suas dimensões: quanto maiores forem, maior será a capacitância. Para o capacitor de placas planas e paralelas separadas pelo ar, temos que a capacitância é dada pela seguinte equação:
 
Onde:
C – É a capacitância expressa em Farad, microfarad, nanofarad ou o picofarad
A – é a aréa da placa de medida em m²;
ε – é a permissividade do meio entre as placas expressa por (C²/N.m²);
d – é a distância de separação das placas medidas em m.
A tabela 1 relaciona alguns meios com suas respectivas permissividades.
 
A capacitância se verifica sempre que dois condutores estiverem separados por um material isolante. Assim, a capacitância depende do dielétrico que se introduza entre as duas superfícies do condensador. Quanto maior for a constante dielétrica do material não condutor introduzido, maior será a capacitância.
OBJETIVO
Determinar a dependência entre a distância entre as placas de um capacitor e sua capacitância;
Materiais e métodos 
- Uma base principal com:
Escala milimetrada ajustável;
1 carro fixo com fixação mecânica;
1 carro móvel com fixação magnética;
- 2 placas condensadoras circulares;
- 2 cabos com terminais jacaré 
- Multímetro (utilizado como capacímetro);
PROCEDIMENTOS
Inicialmente montou-se o sistema conforme a Figura 1, ajustando o multímetro para funcionar como capacímetro e conectou-se ao capacitor.
Figura 1 – Montagem Experimental
Primeira parte: Capacitância em função da distância Sem dielétricos
Colocou-se o carro móvel com o disco, encostado no carro fixo com o disco e ajustou-se para coincidir as escalas, depois disso retirou-se o carro móvel com seu disco da base metálica e observou e anotou-se o valor da capacitância residual medida pelo instrumento e mediu-se também o valor da área da placa circular. Posicionou-se o carro móvel à uma distância de 0,010 m o carro fixo e anotou-se o valor da capacitância, reduziu-se a distância do carro móvel em relação ao carro fixo de 0,001 m em 0,001 m até o valor final de 0,001 me anotou-se o valor da capacitância para cada distância de separação. Depois disso construiu-se uma tabela com os dados obtidos e plotou-se o gráfico de C versus d e o gráfico de C versus 1/d.
Tabela 2: Valores da capacitância encontrados para cada distância de separação (Placa Pequena: d= 102mm)
	Medidas de Capacitância Sem dielétricos
	Distância (10-3m)
	Capacitância medida Cm (ῥF) nF
	C (nF)
	1
	0,07
	0,07
	2
	0,05
	0,05
	3
	0,04
	0,04
	4
	0,04
	0,04
	5
	0,04
	0,04
	6
	0,04
	0,04
	7
	0,04
	0,04
	8
	0,03
	0,03
	9
	0,03
	0,03
	10
	0,03
	0,03
A seguir plotou-se o gráfico C x d,como mostra a Figura 2,
Figura 2: Gráfico que mostra a capacitância versus a distância entre as placas.
Esse gráfico indica que a capacitância é inversamente proporcional a distância, como pode ser observado melhor na Tabela 2 que quando maior a distância menor a capacitância.
Tabela 3: Valores da capacitância encontrados para cada distância de separação (Placa Grande: d= 181mm)
	Medidas de Capacitância Sem dielétricos
	Distância (10-3m)
	Capacitância medida Cm (nF) 
	C (nF)
	1
	0,22
	0,22
	2
	0,15
	0,15
	3
	0,10
	0,10
	4
	0,09
	0,09
	5
	0,08
	0,08
	6
	0,07
	0,07
	7
	0,06
	0,06
	8
	0,06
	0,06
	9
	0,06
	0,06
	10
	0,06
	0,06
A seguir plotou-se o gráfico C x d,como mostra a Figura 3,
Figura 3: Gráfico que mostra a capacitância versus a distância entre as placas.
Esse gráfico indica que a capacitância é inversamente proporcional a distância, como pode ser observado melhor na Tabela 3 que quando maior a distância menor a capacitância.
Segunda parte: Capacitância em função da distância Com dielétrico
Tabela 4: Valores da capacitância encontrados para uma única distância de separação e Placa pequena (Placa Pequena: d= 102mm)
	Medidas de Capacitância Com dielétricos
	Meio (Material)
	Cm (nF)
	C nF (Calculada)
	AR(sem dieletrico)
	0,04
	0,04
	PAPEL
	0,09
	0,086
Dados:
Distância = 3mm = 0,003m
Dielétrico: Papel (ε = 33x10-³ C²N/m²)
Conforme valores da tabela 4 , observa-se que valor com dielétrico (Papel) tem maior capacitância, pois as placas finas paralelas são carregadas por este material isolante. 
Para o capacitor ser eletrizado, uma armadura é ligada a um pólo positivo de gerador eletriza-se positivamente e a outra ligada ao pólo negativo, eletriza-se negativamente. Estando o capacitor eletrizado, suas armaduras apresentam cargas elétricas de mesmo valor absoluto e sinais opostos, +Q e –Q. Entre as armaduras do capacitor, existe um meio não condutor (isolante) chamado dielétrico. Um capacitor com placas planas e paralelas, de área A e distância d, tem capacitância C. Mas, quando o espaço entre as placas de um capacitor está completamente preenchido com um material dielétrico (que nesta experiência foi o papel), a capacitância fica aumentada por um fator k, chamado de constante dielétrica (conforme a Tabela 1). 
CONCLUSÃO
O objetivo esperado para esse experimento de determinar a dependência entre a distância entre as placas de um capacitor e sua capacitância foi alcançado, neste experimento pode-se verificar algumas das características dos capacitores de placas paralelase principalmente o quanto a distância entre as placas, influenciam no valor da capacitância. A partir dos resultados dos experimentos, observamos que quanto maior for a distância entre as placas menor será valor da capacitância do capacitor.
REFERÊNCIAS
Halliday;DAVID; RESNICK, ROBERT;WALKER, JEARL. Fundamento de Física 4, 4° Ed., Rio de janeiro, 1996.
http://www.bing.com/search?q=A+capacit%C3%A2ncia+%C3%A9+diretamente+proporcional+a+area+da+placa acesso em:18/05/2015.
http://www.bing.com/search?q=capacit%C3%A2ncia acesso em: 20/05/2015.