Atividade Prática

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MATERIAIS ELÉTRICOS 
Estudo do princípio de funcionamento do sensor 
capacitivo 
1. OBJETIVO 
A atividade Prática de Materiais Elétricos será realizar um estudo de como 
funciona os sensores capacitivos de forma geral e suas aplicações. 
Após o termino do relatório, o aluno deverá entregar em um ARQUIVO ÚNICO 
NO FORMATO PDF no AVA no ícone trabalhos. 
2. INTRODUÇÃO 
Um sensor ou transdutor capacitivo é um condensador que exibe uma 
variação do valor nominal da capacidade em função de uma grandeza não eléctrica. 
Se colocarmos duas placas condutoras, uma próxima da outra tendo sobre 
elas um material isolante (dielétrico) como, por exemplo, o vidro ou plástico, o 
conjunto se comporta como um capacitor, conforme mostra a figura 1. 
 
Figura 1: sensor capacitivo simples. 
A capacitância apresentada por esse conjunto depende do dielétrico e do 
tamanho e separação das placas condutoras. Quando tocamos com o dedo na 
placa isolante, sem fazer contato elétrico, portanto com os eletrodos, o dedo passa 
a apresentar uma capacitância adicional, como mostra a figura 2. 
 
 
 
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MATERIAIS ELÉTRICOS 
 
Figura 2: Capacitância com o dedo. 
A capacitância total apresentada pelo conjunto passa a ser a soma das 
capacitâncias do sensor, mais a capacitância apresentada pelo dedo. Portando, o 
circuito entende o conjunto de duas formas: com uma capacitância menor quando 
não há nada tocando e uma capacitância maior quando os dedos o tocam. Partindo 
desse fato, o toque pode ser detectado pela variação da capacitância que ocorre 
quando alguém toca no sensor. Para essa finalidade existem diversas tecnologias 
possíveis como, por exemplo, detectar a mudança de frequência de um oscilador 
cuja frequência é controlada por esse capacitor. Outra possibilidade consiste em 
utilizar um oscilador em manutenção crítica, o qual paralisa seu funcionamento 
quando a capacitância aumenta. 
Na figura 3 apresentam-se os esquemas simplificados de alguns dos sensores 
capacitivos mais vulgarmente utilizados. Considera-se o caso de um sensor 
capacitivo de deslocamento. Neste sensor os dois eléctrodos são fixos e estão 
separados por uma película fina de um material cuja constante dielétrica é superior 
à unidade (€r>1), que se pode deslocar lateralmente em conjunto com o objeto cujo 
movimento se pretende medir. O deslocamento da película altera a proporção entre 
as partes dos eléctrodos separadas por ar e pela película de material dielétrico, que 
se traduz numa variação linear da constante dielétrica do conjunto e, em 
consequência, da capacidade do condensador. Na prática existem diversas 
variantes deste princípio básico, utilizadas por exemplo na construção de 
transdutores em rotores e estatores de motores. 
Os sensores capacitores são formadores por materiais dielétricos que podem 
ser sólidos, líquidos ou gasosos. Os dielétricos sólidos são provavelmente o tipo 
mais utilizado na engenharia elétrica pois muitos sólidos são bons isolantes. Alguns 
exemplos incluem a porcelana, vidro e plásticos. O ar e o hexafluoreto de 
enxofre são dois dielétricos gasosos comumente utilizados. 
 
 
 
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Figura 4: Capacitor eletrolítico. 
Existem diversos tipos de capacitores, de acordo com o material empregado 
como dielétrico como mostrado na figura 4. Cada dielétrico confere um valor 
diferente de capacitância, considerando as mesmas dimensões físicas do 
capacitor. Os dielétricos podem ser sólidos, líquidos ou gasosos, sendo mais 
comuns os dois primeiros tipos. Exemplos de materiais dielétricos utilizados em 
capacitores são: cerâmica, poliéster, tântalo, mica, óleo mineral, soluções 
eletrolíticas etc. 
 
 
Figura 3: (a) Sensores capacitivos de deslocamento, (b) humidade e (c) de 
som. 
 
 
 
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3. PROCEDIMENTOS 
 Pesquisa em base de dados confiáveis; 
 Montar relatório com introdução, desenvolvimento, conclusão e 
referências respondendo às perguntas do desenvolvimento. 
 
4. DESENVOLVIMENTO 
 Princípio de funcionamento? 
 Quais tipos de objetos ou meios os sensores capacitivos são capazes 
de detectar? 
 Tipos de aplicações dos sensores capacitivos? 
 Vantagens de utilizar o sensor capacitivo? 
 
 
5. Referencias 
http://www.ufrgs.br/eng04030/Aulas/teoria/cap_07/senscapa.htm 
http://www.mecatronica.eesc.usp.br/wiki/upload/2/2b/SEM0539_AulaLab1.pdf, 
http://www.mecaweb.com.br/eletronica/content/e_sensor_capacitivo 
http://www.cargill.com.br/pt/produtos-servicos/industrial/especialidades-
industriais/fluido-dieletrico/index.jsp 
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/5849-como-
funcionam-os-sensores-capacitivos-art761 
Boa sorte e bom trabalho.