capacitor de placas paralelas e sua capacitância

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Campus: Santa Cruz 
Disciplina: Física 3
Professor: Nelson 
Turma: 
O capacitor de placas paralelas e sua capacitância 
Santa Cruz, Rio de Janeiro
08/2018
1. Objetivo 
Este experimento tem como objetivo medir os valores das capacitâncias, fazer os gráficos distância x capacitância e inverso da distância x capacitância e calcular a área da placa.
2. Introdução
Capacitância ou capacidade elétrica é a grandeza escalar determinada pela quantidade de carga elétrica que pode ser acumulada em si por uma determinada tensão e pela eternidade de corrente alternada que atravessa um capacitor numa determinada freqüência. Sua unidade é dada em faraday. Portanto, a relação de "capacitância" no capacitor, corresponde a quantidade de carga acumulada por este e o seu potencial elétrico que se torna presente a medida que o capacitor adquire carga e (conseqüência disso). O dispositivo mais usual para armazenar carga é o capacitor ou condensador. 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 fórmula:
C = Q/V
Onde:
Cé a capacitância, expressa em farads . Como esta unid ade é relativamente
C: È a capacitância expressa em farads. Como está unidade e relativamente grande, geralmente são utilizados os seus submúltiplos, como o micropard o monofarad ou o picofarad;
Qé a carga elétrica armaze nada, medida em coulomb s;
Vé a diferença de poten cial (ou tens ão elétrica), medida em volts 
Qé a carga elétrica armaze nada, medida em coulomb s;
Vé a diferença de poten cial (ou tens ão elétrica), medida em volts 
Q: è a carga elétrica armazenada, medida em Coulomb;
Qé a carga elétrica armaze nada, medida em coulomb s;
Vé a diferença de poten cial (ou tens ão elétrica), medida em volts 
V: è a diferença de potencial(ou tensão elétrica) medida em volts.
Qé a carga elétrica armaze nada, medida em coulomb s;
Vé a diferença de poten cial (ou tens ão elétrica), medida em volts .
Convém observar que a capacitância depende da geometria do condensador ou capacitor (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Para um determinado material, a capacitância dependera somente de suas dimensões: quanto maiores forem maiores será a capacitância. 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
Um capacitor típico consiste de um par de placas paralelas de área A, separadas por uma distância pequena. De início, vamos assumir que o interior de nossas placas é um vácuo e que elas estão muito próxima uma da outra. Neste caso, o campo elétrico, entre as placas carregadas, pode ser considerado uniforme e conseqüentemente a s linhas de campo são paralelas. Para todos os efeitos práticos, e para simplificar os cálculos, vamos supor que as placas sejam planos infinitos. Mesmo que elas sejam finitas, como são na realidade, a aproximação de plano infinito pode ser usado se a distância entre as placas for muito menor do que as suas dimensões. Podemos resumir essa situação, dizendo simplesmente que efeitos de borda estão sendo desprezados. Na figura 5.2, as linhas de campo são traçadas para ilustrar o que significa desprezar efeitos de borda. Veja que as linhas de campo são idênticas em toda a extensão do capacitor, porque estamos desprezando os efeitos de borda. Quando há uma combinação de capacitores em um circuito, pode-se substituir essa combinação por um capacitor equivalente, com a mesma capacitância da combinação de capacitor podendo -se assim simplificar o circuito.
O campo elétrico devido às placas é uniforme na região central entre as placas, e não-uniforme nas bordas das placas. Nas bordas as linhas de campo apresentam uma deformação para f ora das placas conhecidas como efeito de borda. De fato este efeito é ignorado na maioria das aplicações práticas.
Capacitor de placas paralelas
3.1 Materiais utilizados e montagem experimental
Dinamômetro 
Becker de 2 50ml 
Água 
Álcool 
Sal 
Cilindro 
Dinamômetro 
Becker de 2 50ml 
Água 
Álcool 
Sal 
Cilindro 
Dinamômetro 
Becker de 2 50ml 
Água 
Álcool 
Sal 
Cilindro 
Dinamômetro 
Becker de 2 50ml 
Água 
Álcool 
Sal 
Cilindro 
Dinamômetro 
Becker de 2 50ml 
Água 
Álcool 
Sal 
Cilindro 
Dinamômetro 
Becker de 2 50ml 
Água 
Álcool 
Sal 
Cilindro 
Dinamômetro 
Becker de 2 50ml 
Água 
Álcool 
Sal 
Cilindro 
Base principal;
Escala mílimetrada; 
Carro fixo com fixação mecânica;
Carro móvel com fixação magnética;
2 placas condensadores circulares.
3.2 Montagens experimentais
4. Procedimento
Num primeiro momento, foi medido o valor da capacitância residual (CR).Após, medimos o valor da capacitância com diferentes distâncias, calculamos o valor da capacitância C e foi feito o inverso de cada distância.Em seguida, foi f eito os gráficos distância x capacitância e inverso da distância x capacitância, foi medido o diâmetro da placa, calculada a sua área e calculada também, o valor da capacitância C para uma distância D = 0,001 m tendo o ar como dielétrico.
5. Resultados
Valor da capacitância residencial (Cr)
Cr= 0,02 pf
Diâmetro da placa =10cm =0,1m
Calculo da área (A)
A
A= 3,14 x 0,05²
A= 0,0075 m²
Calculo da capacitância (C) para D= 0,01m com Ear= 8,9048
C= A x E/d
C= 0,00785x 8,9048/0,001m
C= 69,90F
C= 6,990x10 ¹³PF
Tabela da distancia x capacitância x capacitância medida x inverso da distancia:
	Distancia (d)
	Capacitância medida (PF) 
	Capacitância (C)
	Inverso da distância ( )
	0,001 90 70 1000
0,002 60 40 500
0,003 50 30 333,3
0,004 40 20 250
0,005 40 20 200
0,006 30 10 166,66
0,007 30 10 172,85
0,008 30 10 125
0,009 30 10 111,11
0,010 
0,001
	90
	70
	1000
	0,002
	60
	40
	500
	0,003
	50
	30
	333,3
	0,004
	40
	20
	250
	0,005
	40
	20
	200
	0,006
	30
	10
	166,66
	0,007
	30
	10
	172,5
	0,008
	30
	10
	125
	0,009
	30
	10
	111,11
	0,010
	30
	10
	100
6. Conclusão
Neste experimento verificam-se 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. A partir dos resultados dos experimentos, observa-se 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 seu custo s.
7. Bibliografia
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/capacitores.htm