Capacitores: História e Funcionamento

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CAPACITORES
EVELYN MAYRES M. MEIRELES
MATRÍCULA 26008722
T raba lho apresen tado ao Cent ro de C iênc ias E xa tas e
Tecno lóg icas (CCET) , da Un ive rs idade da Amazôn ia ,
Curso de Bachare lado em Geo log ia , como requ i s i to
parc ia l para obtenção de no ta na d i sc ip l i na F i s i ca I I I ,
o r i en tado pe lo P ro f . Car los Ro l im .
Histórico
EWALD GEORG VON KLEIST
Em outubro de 1745, Ewald Georg von Kleist, descobriu que
uma carga poderia ser armazenada, conectando um gerador
de alta tensão eletrostática por um fio a uma jarra de vidro
com água, que estava em sua mão. A mão de Von Kleist e a
água agiram como condutores, e a jarra como um dielétrico
(mas os detalhes do mecanismo não foram identificados
corretamente no momento). Von Kleist descobriu, após a
remoção do gerador, que ao tocar o fio, o resultado era um
doloroso choque. Em uma carta descrevendo o experimento,
ele disse: "Eu não levaria um segundo choque pelo reino de
França".
Histórico
No ano seguinte, na Universidade de Leiden, o físico holandês
Pieter van Musschenbroek inventou um capacitor similar, que
foi nomeado de Jarra de Leiden.
 
 
Daniel Gralath foi o primeiro a combinar várias jarras em
paralelo para aumentar a capacidade de armazenamento
de carga. 
 
 
Benjamin Franklin investigou a Jarra de Leiden e "provou" que
a carga estava armazenada no vidro, e não na água como
os outros tinham suposto. Ele também adotou o termo
"bateria", posteriormente aplicada a um aglomerados de
células eletroquímicas.
PIETER VAN MUSSCHENBROEK
DANIEL GRALATH
PIETER VAN MUSSCHENBROEK
Histórico
Jarras de Leiden foram utilizados exclusivamente até cerca
de 1900, quando a invenção das transmissões de rádio em
1899 criou uma demanda por capacitores padrão, e o
movimento constante para frequências mais altas
necessitavam de capacitores com baixa capacitância. 
No início capacitores também eram conhecidos como
condensadores, um termo que ainda é utilizado atualmente.
O termo foi usado pela primeira vez por Alessandro Volta em
1782, com referência à capacidade do dispositivo de
armazenar uma maior densidade de carga elétrica do que
um condutor normalmente isolado.
JARRAS DE LEIDEN
CAPACITORES
Os capaci tores  são d ispos i t ivos e lét r icos
responsáveis por armazenar uma
determinada quant idade de carga
elét r ica presente em um c i rcu i to
e lét r ico . E les também são chamados
de condensadores e lét r icos . Ou se ja , o
capaci tor é capaz de armazenar energ ia
e let roestát ica .
 Existem capacitores de diversos formatos e capacitâncias e todos compartilham
algo em comum: são formados por dois terminais separados por algum material
dielétrico. 
 Os capacitores são utilizados em diversas aplicações tecnológicas.
 É praticamente impossível encontrarmos algum circuito eletrônico que não
contenha esse tipo de dispositivo. 
 Quando ligados a uma diferença de potencial, um campo elétrico forma-se entre
suas placas, fazendo com que os capacitores acumulem cargas em seus
terminais, uma vez que o dielétrico em seu interior dificulta a passagem das cargas
elétricas através das placas. 
 
Exemplos de
capacitores
comuns no
mercado
A função mais básica do capacitor é a de
armazenar cargas elétricas em seu interior.
Durante as descargas, os capacitores
podem fornecer grandes quantidades de
carga elétrica para um circuito.
 
Esses elementos são formados, basicamente,
por duas placas de metal. Essas placas são
separadas por um dielétrico, que é
responsável pelo isolamento desses
materiais. Um dielétrico pode ser feito de
papel, de cerâmica ou até mesmo de ar.
CAPACITÂNCIA
A UNIDADE DE MEDIDA QUE REPRESENTA
A CAPACITÂNCIA É A FARAD (F) 
é umas das principais propriedades dos capacitores. Ela é
responsável por definir a principal capacidade desse dispositivo
e é representada pela letra “C” em maiúscula. Também pode ser
chamada de capacidade de armazenamento.
Quanto maior o seu número, consequentemente
maior a capacidade de armazenar energia.
CAPACITORES
Os capacitores podem ser de mica, de papel, de polipropileno,
de policarbonato, de poliéster, eletrolíticos de alumínio,
eletrolíticos de tântalo ou Sitiroflex. 
 
Quando coloca-se um capacitor ligado a uma fonte de energia,
ele absorve a energia dessa fonte até que consiga ficar com
uma tensão igual a inicial da fonte. 
 
Depois que se retira o condensador, ele permanece com
bastante energia que pode ser usada para alimentar um outro
circuito elétrico. Essa capacidade de armazenamento existe
para que a carga elétrica adquirida possa ser utilizada quando
que a resistência elétrica impeça o movimento da corrente.
A capacitância é definida como a
propriedade que o capacitor tem de
acumular uma determinada
quantidade de carga elétrica. 
 
Essa habilidade de acumulação
depende da forma do capacitor.
A CAPACITÂNCIA
DOS CAPACITORES
FÓRMULA DA APACITÂNCIA.
A capacitância é representada pela letra “C” em
maiúscula, a quantidade de carga é representada pela
letra “Q” e a diferença de potencial ou de tensão é
representada pela letra “V”.
Associação dos capacitores
ASSOCIAÇÃO
EM SÉR IE
ASSOCIAÇÃO
EM PARALELO
ASSOCIAÇÃO
MISTA| |
Associação
em série
A associação em série acontece quando a armadura
negativa de um capacitor está diretamente ligada a uma
armadura positiva de outro capacitor. Esse é o tipo de
associação menos capacitância, ou seja, capacidade de
armazenamento. A corrente de energia neste tipo de
associação é constante, ou seja, permanece a mesma
durante o processo. Neste tipo de associação, as ligações
entre os capacitores são movimentadas para que eles
passem a ter uma carga elétrica igual, caso aconteça
diferença de potencial elétrico nos locais da associação.A
associação em série faz com que a diferença de
potencial ou queda de tensão seja sempre será distinta
entre os capacitores, nos seus respectivos terminais. O
valor da diferença de potencial total é obtido através da
soma dessas tensões diferentes. A valor dessa
associação é obtido através da seguinte fórmula:
Associação
em paralelo
Na associação em paralelo, os capacitores
ou condensadores são sempre estão
posicionados em um circuito onde todos
acabam sofrendo a mesma diferença de
potencial. Essa associação, diferente da
associação em paralelo, contém mais
capacitância no processo.O valor da carga
elétrica, na associação em paralelo é igual à
soma das cargas elétricas presentes nos
capacitores. A valor dessa associação é
obtido através da seguinte fórmula:
Associação
mista
A associação mista é formada pelas
características da associação em série e
associação em paralelo. O valor dessa
associação é obtido através da descoberta
do valor da associação em série, seguido
da descoberta do valor da associação em
paralelo. Depois de achado esses valores,
basta somar para achar o resultado.
EXERCÍCIOS
Quatro capacitores cujas capacitâncias respectivas são
de 3 pF, 4 pF, 2 pF e 5 pF são associados em paralelo.
Determine a capacitância equivalente do conjunto.
1.
2. Quatro capacitores cujas capacitâncias respectivas
são de 2 pF, 4 pF, 8pF e 6 pF são associados em série.
Determine a capacitância equivalente do conjunto.
3. Encontre o capacitor equivalente entre os
pontos A e B do circuito representado na figura
abaixo.
3. Resposta
Vamos re-desenhar o circuito
da seguinte maneira para
facilitar a visualização
3. Resposta
Este tipo de circuito é resolvido usando a
técnica chamada de Triângulo-Estrela
(também chamada Delta-Estrela ou
YΔ), fazendo a seguinte modificação no
cirtuito
3. Resposta