capacitores placas paralelas

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Objetivo: 
Este trabalho teve como objetivo o estudo das principais características de um capacitor de 
placas paralelas e seu funcionamento. Através da análise quantitativa da relação entre a 
distância entre as placas do capacitor e a diferença de potencial entre as mesmas, para um valor 
fixo de carga elétrica. 
 
Introdução: 
Capacitores: também chamado de condensador, são elementos reativos que reagem à passagem 
de corrente através do acúmulo de cargas elétricas, ou seja, o capacitor é capaz de armazenar 
energia eletroestática. Os capacitores mais comuns são construídos por duas placas condutivas 
(metálicas), separadas por um material dielétrico. 
Dielétrico é uma substância isolante que possui alta capacidade de resistência ao fluxo de 
corrente elétrica. A utilização dos dielétricos tem várias vantagens. A mais simples de todas elas 
é que com o dielétrico podemos colocar as placas dos condutores muito próximas sem o risco de 
que eles entrem em contato. Qualquer substância que for submetida a uma intensidade muito 
alta de campo elétrico pode ser tornar condutor, por esse motivo é que o dielétrico é mais 
utilizado do que o ar como substância isolante, pois se o ar for submetido a um campo elétrico 
muito alto ele acaba por se tornar condutor. 
Os capacitores são utilizados nos mais variados tipos de circuitos elétricos, nas máquinas 
fotográficas armazenando cargas para o flash, por exemplo. Eles podem ter o formato cilíndrico 
ou plano, dependendo do circuito ao qual ele está sendo empregado. 
Capacitância: É denominada capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar 
cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a 
quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (V) existente entre as placas do capacitor, 
matematicamente fica da seguinte forma: 
 
 
 
C – capacitância (F – farad) 
Q – carga elétrica armazenada (C- coulomb) 
V – tensão elétrica ou diferença de potencial (V – volts) 
 
No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de capacitância é o farad (F), no entanto essa é 
uma medida muito grande e que para fins práticos são utilizados valores expressos em 
microfarad (μF), nanofarad (nF) e picofarad (pF). A capacitância de um capacitor de placas 
paralelas, ao ser colocado um material dielétrico entre suas placas, pode ser determinado da 
seguinte forma: 
 
 
Onde: 
 εo é a permissividade do espaço; 
A é a área das placas; 
d é a distância entre as placas do capacitor. 
 
 
 
 
 
 
Capacitores de placas paralelas 
Um capacitor típico, consiste de um par de placas paralelas de área A, separadas por uma 
distância pequena, como mostra a Fig.1. 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 consequentemente as linhas de 
campo são paralelas. Sabemos que a intensidade do campo elétrico no caso de placas carregadas 
é dado por; 
 
 
 
onde A é a área e Q a carga em cada placa. Como o campo elétrico, assim como o gradiente do 
potencial entre as placas é uniforme, a diferença de potencial entre elas é igual; 
 
onde d é a distância entre as placas. Usando a definição dada na equação, temos que; 
 
Como podemos ver, a capacitância depende apenas da estrutura e dimensões do capacitor. 
 
 
 
 
 
 
(a) (b) 
Fig.1 - Capacitor de placas paralelas 
Na realidade não ocorre, entre as placas, indução total. Há um efeito de borda, conforme mostra 
a Fig.2. Estes efeitos podem ser atenuados diminuindo a distância entre as placas. Para uma 
distância d muito pequena, em confronto com a extensão das placas o capacitor real se aproxima 
de ideal Fig.3. 
 
 
 
 
 
Os capacitores podem ser associados em um circuito dispostos em série, paralelo ou misto, 
assim como os resistores. 
Em uma associação em série, a armadura positiva é ligada à armadura negativa, como pode ser 
visto no esquema abaixo. 
 
O capacitor equivalente de uma associação em série deve possuir a mesma capacitância de todos 
os capacitores da associação juntos. 
A expressão matemática que determina o capacitor equivalente é dada por: 1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 
+ 1/C3 + ... + 1/Cn 
 
Em uma associação em paralelo, as armaduras positivas são ligadas 
entre si, assim como as negativas, como pode ser visto no esquema 
abaixo. 
 
A expressão matemática que determina o capacitor equivalente de uma 
associação em série é dada por: Ceq = C1 + C2 + C3 + ... + Cn 
A associação mista é composta por associações em série e em paralelo. 
Determinar o capacitor equivalente deste tipo de associação requer que 
a resolução seja feita por partes. 
 
Observação: Os capacitores, mesmo se estiverem fora de um circuito, 
requerem cuidados, pois podem armazenar cargas e ocasionar o famoso 
choque elétrico. 
 
 
Procedimento experimental 
 
Materiais utilizados: 
Uma base principal com: 
Escala milimétrica 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 
 
 
 
Capacitância residual medida = 20 (pF) 
 
Distancia entre as 
placas (d) [m] 
Capacitância medida 
(Cm) [pF] 
Capacitância 
(C) [pF] 
Inverso da distancia 
(1/d) [m⁻¹] 
0,001 90 80 1000 
0,002 60 50 500 
0,003 50 40 333,3 
0,004 40 30 250 
0,005 40 30 200 
0,006 30 20 166,7 
0,007 30 20 142,9 
0,008 30 20 125 
0,009 20 10 111,11 
0,010 20 10 100 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
20
40
60
80
100
120
0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,01
Tí
tu
lo
 d
o
 E
ix
o
 
Título do Eixo 
relação entre a capacitancia e a 
distancia 
0
20
40
60
80
100
120
1000 500 333,3 250 200 166,7 142,9 125 111,11 100
Tí
tu
lo
 d
o
 E
ix
o
 
Título do Eixo 
relação entre a capacitancia e o inverso 
da distancia 
 
Valor da capacitância residua l (Cr) 
Cr = 0,02 PF 
Diâmetro da placa = 10 cm =0,1 m 
Cálculo da área (A) 
A=π x r² 
A = 3,14 x 0, 05² 
A = 0,0075 m ² 
 
Cálculo da capacitância residual (C ) para D = 0,001 m com Ear =8,9048 
C = A x E /d 
C = 0,00785 x 8,9048/ 0,0 01m 
C = 69,90 F 
C = 6,990 x 10 ¹³ PF 
 
 
Conclusão 
 
Neste experimento verifica-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 seus custos.