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Capacitor e Indutor Jaciara Carvalho Capacitor e Capacitância 1. Capacitores ou Condensadores Capacitores ou condensadores são elementos elétricos capazes de armazenar carga elétrica e, consequentemente, energia potencial elétrica. Podem ser esféricos, cilíndricos ou planos, constituindo-se de dois condutores denominados armaduras que, ao serem eletrizados, armazenam cargas elétricas de mesmo valor absoluto, porém de sinais contrários. 3 2. Capacitor Plano É constituído por duas placas iguais, planas e paralelas separadas por um isolante (dielétrico) que, ao serem conectadas a um gerador, adquirem cargas elétricas, como mostra a figura. 4 Capacitores O símbolo do capacitor é constituído por duas barras iguais e planas que representam as armaduras do capacitor plano. Qualquer que seja o tipo de capacitor, sua representação será a mesma do capacitor plano. Quando as placas das armaduras estão eletricamente neutras, dizemos que o capacitor está descarregado. 5 Capacitores Ao conectarmos o capacitor a um gerador, ocorre um fluxo ordenado de elétrons nos fios de conexão. 3. Capacidade ou Capacitância de um Capacitor A carga elétrica armazenada em um capacitor é diretamente proporcional à diferença de potencial elétrico ao qual foi submetido. Assim sendo, definimos capacidade eletrostática C de um capacitor como a razão entre o valor absoluto da carga elétrica Q e a ddp U(ou V) nos seus terminais. Q = C.U ou Q=C.V 7 Capacitor Essa carga elétrica corresponde à carga de sua armadura positiva. A unidade de capacidade eletrostática, no SI, é o farad (F). 1 F = 1 Coulomb/Volt. 5. Capacidade Eletrostática do Capacitor Plano Lembrando que no caso de o meio entre as placas ser o vácuo, o valor da constante dielétrica é: 0 8,85.10-12 F/m 9 6. Relações para tensão e energia no capacitor 10 Energia Armazenada O gráfico abaixo representa a carga elétrica Q de um capacitor em função da ddp U nos seus terminais. Q e U são grandezas diretamente proporcionais, o gráfico é uma função linear, pois a capacidade eletrostática C é constante. Considerando que o capacitor tenha adquirido a carga Q quando submetido à ddp U do gráfico, a energia elétrica Welétrica armazenada no capacitor corresponde à área do triângulo hachurado. e como Q = C.U, então 11 Carga de um capacitor: Exercícios 13 7. Capacitor equivalente de uma associação em série Denominamos Capacitor Equivalente aquele capacitor que, submetido à mesma ddp U que a associação, adquire a mesma carga elétrica Q da associação. Para a associação em série temos: 14 A carga elétrica em cada capacitor é: Q1 = C1 .U e Q2 = C2 .U No capacitor equivalente temos: Q = CP .U Importante! Note Bem! Qualquer que seja o tipo de associação, série, paralelo ou mista, a energia elétrica armazenada na associação é igual à soma das energias elétricas de cada capacitor individualmente e que é igual à energia elétrica no gerador equivalente. WASSOCIAÇÃO=W1+W2+W3+...+Wn 7. Capacitor equivalente de uma associação Paralelo 15 Indutor e Indutância 1. Indutores ou Bobinas: O indutor é um elemento passivo capaz de armazenar energia em seu campo magnético; Eles não podem fornecer uma quantidades ilimitadas de energia ou manter o fornecimento de uma determinada potência média; São utilizados em transformadores, rádio, TVs, motores elétricos. 17 Indutores É construído por uma bobina cilíndrica (solenóide), com muitas voltas de um fio condutor, ou seja, consiste em uma bobina de fio condutor. 18 Indutores O símbolo que representa o indutor ideal é: 19 2. Indutância: 20 Indutância 3. Relação tensão-corrente e energia: Relação tensão-corrente e energia: Relação tensão-corrente e energia: Exercícios 25 4. Indutores em série: 26 5. Indutores em paralelo: 27 6. Energização de Indutores: Características dos elementos básicos Relação Resistor (R) Capacitor(C) Indutor (L) V-i i-V P ou W Série Paralelo Emcc Omesmo Circuito aberto Curto-circuito Variáveldo circuito que não pode mudar bruscamente Não aplicável v i
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