Relatório 5 - Capacitor de placas paralelas

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Capacitor 
de 
placas paralelas
Aluno: Monize Cristina Matrícula: 201703078993
Turma: 3056
Professor: Nelson Correia de Souza 
Rio de Janeiro, 14 de Setembro de 2018.
OBJETIVO
Determinar a constante dielétrica do ar através de medições de capacitância para diferentes distâncias entre as placas do capacitor.
INTRODUÇÃO
O capacitor além de armazenar energia de maneira rápida, também pode liberá-la com muita rapidez.
No caso de compararmos um capacitor com uma pilha, devemos estar muito atentos a sua principal diferença.
A pilha se carrega e descarrega de maneira muito lenta, ao contrário do que acontece com o capacitor, devido às diferenças nos seus princípios de funcionamento. O capacitor se carreg devido ao deslocamento de cargas elétricas no seu interior, a pilha se carrega devido a uma reação química interna.
Um capacitor é destinado a armazenar cargas elétricas e é constituído por duas placas metálicas condutoras com área (A), situadas próximas entre si, a uma distância constante (d), dispostas paralelamente uma à outra e separadas por um material isolante (dielétrico) como papel, cerâmica, mica, materiais plásticos, vidro, parafina ou mesmo o ar. 
Se aplicarmos uma tensão contínua entre estas placas, conectando o pólo positivo da fonte a uma, e o pólo negativo a outra, se produzirá uma distribuição de cargas nestas placas, de modo que: 
A placa conectada ao pólo positivo cederá elétrons à fonte ( a placa ficará carrega positivamente);
A segunda placa, conectada ao pólo negativo da fonte, receberá eletros (a placa ficará carregada negativamente).
Depois de um determinado tempo, o movimento de cargas cessa e o capacitor fica carregado.
Quanto maior a diferença de potencial aplicada às placas e a fonte. Assim, a quantidade de carga (Q) armazenada num capacitor é diretamente proporcional à diferença de potencial (ΔV) entre suas placas.
Um capacitor muito utilizado é o capacitor variável de placas paralelas.
Esse capacitor é constituído de duas placas circulares com possibilidade de variação da distância entre elas, tornando possível a observação da dependência da capacitância em função da distância entre as placas.
O design desse capacitor propicia a utilização de diversos dielétricos entre suas placas capacitivas. 
A capacidade do capacitor (C) é definida como a razão entre a quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (ΔV) entre as placas.
 C = Q / ΔV
A unidade de capacitância é o FARAD (F).
A intensidade do campo uniforme é dada por:
 E = |σ| / ε
Onde:
|σ| = módulo da densidade superficial de cargas de cada placa.
ε = permissividade do dielétrico.
Como |σ| = Q / A,
 E = Q / Aε
Sendo E um campo elétrico uniforme, podemos expressar a ddp entre as placas como:
 C = A ε / d
A capacitância de um capacitor de placas paralelas será tanto maior for a permissividade, maior for a área da placa e quanto menor dor a distância entre as placas.
MATERIAL
Capacitor de placas paralelas circulares 
Régua
Multímetro
Cabos 
METODOLOGIA
Conectou-se o multímetro ao capacitor através dos cabos;
Retirou-se o carro móvel da base metálica e observou-se a capacitância medida pelo instrumento;
Recolocou-se o carro móvel na base metálica e aproximou-o lentamente do disco fixo;
Mediu-se a nova capacitância.
DADOS/RESULTADOS 
Capacitância residual = 20 pF 
	Distância entre as placas (d). 
(m)
	Capacitância medida (Cm) 
(pF)
	Capacitância (C)
(pF)
	Inverso da distância (1/d)
(mֿ ¹)
	0, 001
	60
	60-20 = 40
	1000
	0, 002
	40
	40-20 = 20
	500
	0, 003
	30
	30-20 = 10
	333,33
	0, 004
	30
	30-20 = 10
	250
	0, 005
	30
	30-20 = 10
	200
	0, 006
	30
	30-20 = 10
	166,67
	0, 007
	20
	20-20 = 00
	142,86
	0, 008
	20
	20-20 = 00
	125
	0, 009
	20
	20-20 = 00
	111,11
	0, 010
	20
	20-20 = 00
	100
	Meio (material)
	Permissividade elétrica
x 10 mֿ ¹² [C²/N.m²]
	Vácuo
	8,9
	Ar
	8, 9048
	Náilon
	31
	Papel
	33
	Vidro Pirex
	35 a 50
	Porcelana
	53
	Água
	712
Diâmetro da placa do capacitor = 0,11
Área da placa do capacitor= 0, 055² * 3, 14 = 0, 0095 m²
Capacitância com d= 0, 001m tendo ar como dielétrico:
C = A ε / d
C = 0,0095*8, 9048 / 0, 001 = 84,6 F = 8,46 x 10¹³ pF
CONCLUSÃO
Concluiu-se que, no que diz respeito aos gráficos, os resultados experimentais são compatíveis com a fundamentação teórica. Quanto aos resultados de capacitância os valores não deram próximos porque pode estar associado a elementos que influenciam na coleta dos dados.
 
BIBLIOGRAFIA
http://viz-wcs.voxeldigital.com.br/visualizadorV5.aspx?CodTransmissao=616511#
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/capacitores.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm
http://ensinoadistancia.pro.br/ead/Eletromagnetismo/CapacitorPlano/CapacitorPlano.html