Capacitores e Corrente Elétrica: Conceitos e Aplicações

Capacitor ou Condensador

Um capacitor, ou condensador, é um dispositivo capaz de armazenar carga elétrica e energia.

Capacidade

É uma propriedade associada a cada capacitor e mede a capacidade de armazenamento de carga elétrica quando uma diferença de potencial é aplicada à sua armadura. A capacidade depende de vários fatores: a distância entre os condutores, o tamanho dos condutores, a tensão entre eles e o dielétrico que está entre os objetos.

Dielétrico

Material isolante que é colocado entre as placas do capacitor. Efeitos de um dielétrico em um capacitor:

1. Aumentar a capacitância do capacitor.
2. Melhorar a rigidez mecânica da estrutura física do capacitor.
3. Diminuir a tensão entre as placas do capacitor, provocando uma diminuição no campo elétrico.

Rigidez Dielétrica

O campo máximo que pode ser aplicado ao capacitor sem causar avaria elétrica.

A energia armazenada em um capacitor de placas paralelas, ao tocar as placas, provoca uma descarga que ocorre através de nossos corpos.

Capacitores em Paralelo

Duas placas são conectadas ao terminal positivo da bateria, enquanto as outras duas são ligadas ao terminal negativo. A carga recebida por dois ou mais capacitores é compartilhada entre eles, de modo que a carga total é a soma das cargas. A tensão é a mesma em cada um dos capacitores.

Capacitores em Série

Conecte um em seguida do outro. A carga dos capacitores é a mesma para cada um dos envolvidos. A tensão aplicada é dividida de modo que V = V1 + V2.

Ao colocar um dielétrico entre as placas de um capacitor: as moléculas polares são orientadas aleatoriamente no dielétrico. Ao ser introduzido entre as placas de um capacitor, onde é aplicado um campo elétrico, as moléculas tendem a se alinhar na direção do campo e o dielétrico é polarizado, criando dentro de si um campo elétrico intenso, mas menor que o aplicado em sentido inverso.

A Corrente Elétrica

Um fluxo de cargas elétricas.

Efeitos da Corrente Elétrica

• Luminoso: Ocorre quando a corrente flui através de um elemento condutor, produzindo um aumento da temperatura que, por sua vez, leva à produção de luz visível.
• Aquecimento: A passagem de cargas elétricas por um material condutor gera calor de forma significativa. Em alguns aparelhos específicos, como torradeiras, ferros, aquecedores, etc.
• Químicos: A decomposição da solução de eletrólito em baterias, revestimentos metálicos, como cromo, etc., são aplicações importantes de correntes elétricas.
• Magnético: Qualquer movimento de cargas elétricas está associado a um efeito magnético. Uma importante aplicação deste efeito é encontrada nos eletroímãs utilizados para o levantamento de objetos metálicos pesados.
• Dinâmico: A interação da corrente elétrica com campos magnéticos dá origem a movimentos mecânicos.

Fontes de Energia Elétrica

• Termeletricidade: Quando se tem grandes quantidades de calor, a eletricidade pode ser obtida por meio de plantas de vapor.
• Piezoeletricidade: Alguns materiais não condutores têm a propriedade de produzir uma tensão entre as superfícies quando uma força mecânica é aplicada (cristais, microfones).
• Efeito Fotoelétrico: Refere-se à emissão de elétrons de uma superfície metálica como resultado de um feixe de luz incidente na superfície.
• Ação Química - Baterias: As baterias são dispositivos que convertem energia química em energia elétrica.
• Ação Magnética: Quando há uma interação entre um circuito elétrico fechado com um campo magnético em movimento, é possível gerar uma corrente elétrica.

Velocidade de Deriva é a velocidade com que os elétrons se movem arbitrariamente em um condutor, na ausência de potencial elétrico.

Corrente Contínua: Quando o campo é uniforme, e sua magnitude e direção são constantes no interior do condutor.

Corrente Variável: É aquela criada por um campo elétrico que varia com o tempo.

Corrente Alternada: O sentido do campo elétrico se inverte periodicamente em intervalos de tempo.