Aula 06 - Capacitância [Salvo automaticamente]

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Aula 06 – Capacitância
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Docente: Pablo Leonardelli
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Lembrando...
O potencial elétrico é a energia gasta ou que seria gasta para mover uma carga de um ponto até outro.
A unidade do potencial elétrico é o VOLT e é representado pela letra V
+
-
12 Volts
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O que acontecerá caso conectemos um fio entre o positivo e o negativo da bateria? E se fosse um pedaço de madeira? 
Movimento dos elétrons 
Nos metais, os elétrons das últimas camadas são fracamente ligados a seu núcleo atômico, podendo facilmente locomover-se pelo material. Geralmente, este movimento é aleatório, ou seja, desordenado, não seguindo uma direção privilegiada. 
Movimento dos Elétrons
Quando o metal é submetido a uma diferença de potencial elétrico (ddp), como quando ligado aos dois pólos de uma pilha ou bateria, os elétrons livres do metal adquirem um movimento ordenado. 
física
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Corrente Elétrica
Material condutor elétrico
Condutores e Isolantes
Condutores de eletricidade 
	São os meios materiais nos quais há facilidade de movimento de cargas elétricas, devido à presença de "elétrons livres". Ex: fio de cobre, alumínio, etc. 
Isolantes de eletricidade 
	São os meios materiais nos quais não há facilidade de movimento de cargas elétricas. Ex: vidro, borracha, madeira seca, etc. 
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Capacitores:
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Capacitores:
Imagine a seguinte situação: Você conecta a uma bateria duas placas condutoras, afastadas por uma distância d.
+
-
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Capacitores:
O polo positivo da bateria irá atrair os elétrons da placa superior, deixando-a positiva.
+
-
O polo negativo da bateria vai repelir elétrons para a placa inferior, deixando-a negativa.
Haverá, então, uma Diferença de Potencial (ddp) entre as placas.
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Capacitores:
+
-
A estas duas placas paralelas damos o nome de capacitor e sua principal função é o armazenamento de carga.
Um capacitor pode ser composto por quaisquer dois condutores. Independente da forma.
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+
-
Para cada elétron retirado da placa superior há um elétron colocado na placa inferior.
Portanto a carga acumulada em uma das placas será exatamente o oposto da da outra.
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+
-
+
-
+
-
+20C
-20C
Exemplos de carga acumulada, em Coulomb:
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É possível acumular carga infinitamente?
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Há um limite para o acúmulo de carga nos capacitores.
Este limite é definido pela tensão aplicada às placas.
Também depende da área das placas e distância entre elas.
Portanto, capacitores diferentes acumulam cargas diferentes, mesmo sob a mesma diferença de potencial (ddp).
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Simulador: Phet Colorado
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Capacitância:
A capacitância de um capacitor é um número que indica o quão bom ele é para armazenamento de carga. 
Capacitância: Sua unidade é Coulomb por Volt chamado de Farad [F].
Carga de uma das placas, em Coulomb
Tensão em cima das placas do capacitor, em Volts
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Capacitância:
A capacitância é um número fixo que depende da construção do capacitor. Só é possível alterar o valor de capacitância alterando a geometria do capacitor.
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Exemplo: 
Qual a capacitância de um capacitor que acumula um total de 20 Coulombs quando submetido a uma tensão de 100V?
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Exemplo 2: 
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Exemplo 3:
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Capacitância em função da Geometria
A capacitância é fixa e depende da geometria como o capacitor foi composto.
Se a área das placas do capacitor forem grandes, então há como acumular uma carga maior, aumentando a capacitância.
Se a distância entre as placas aumenta, então a tensão elétrica aumenta também, diminuindo a capacitância. 
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Capacitância em função da Geometria
Se a área das placas do capacitor forem grandes, então há como acumular uma carga maior, aumentando a capacitância.
Se a distância entre as placas aumenta, então a tensão elétrica aumenta também, diminuindo a capacitância. 
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Capacitância em função da Geometria
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Não confunda
Em função de grandezas aplicadas: 
Em função da geometria: 
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Simulador:
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Capacitores comerciais
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Capacitores Comerciais
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Aplicações
Fontes de tensão ( computador, eletrônicos, carregadores de celular, etc)
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Aplicações
Sensoriamento (sensores capacitivos são amplamente utilizados na indústria).
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Aplicações
Filtros (áudio, telecomunicações, instrumentação)
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Aplicações
Acionamento de motores, compressores.
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Exemplo 4:
Qual a capacitância de um capacitor cuja área das placas é 0,2 metros quadrados e a distância entre as mesmas é de 1 cm?
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Exemplo 5:
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Exemplo 6: