Fundamentos de Capacitores e Capacitância Elétrica

1. Capacitores

1.1. Definição

É um dispositivo cuja função é **armazenar carga elétrica** para uso posterior.

1.2. Tipos de Capacitores

Os capacitores são divididos em dois grupos principais: fixos e variáveis.

Capacitores Fixos

Os capacitores fixos incluem os de papel, cerâmica e eletrolíticos. Suas características são:

• Papel: Consistem em camadas de alumínio de alta pureza, utilizando papel de alta qualidade como dielétrico.
• Cerâmica: Utilizam placas de prata e cerâmica como dielétrico.
• Eletrolíticos: Uma das placas é de alumínio e a outra é um eletrólito, utilizando óxido de alumínio como dielétrico.

Capacitores Variáveis

São aqueles que podem variar sua capacidade através de meios mecânicos, utilizando ar ou plástico como dielétrico.

1.3. Dielétrico

Chamamos de materiais dielétricos aqueles que não conduzem eletricidade.

2. Capacitância (Capacidade Elétrica)

2.1. Definição de Capacitância

A capacitância de um condensador é a grandeza medida pelo quociente entre a carga em qualquer um dos dois condutores e a diferença de potencial entre eles.

2.2. Fórmula

A capacitância é calculada pela seguinte relação:

C = q / V

Onde:

• C: é a capacitância do capacitor.
• V: é a diferença de potencial entre as placas.
• q: é a carga de cada uma das placas.

Nota: É importante notar que a carga q é a magnitude da carga de uma das placas, pois a carga líquida total sobre o capacitor é zero.

2.3. Unidades de Capacitância

Se a carga (q) é expressa em Coulomb e a diferença de potencial (V) em Volts, a capacitância (C) é expressa em Coulomb/Volt. Esta relação é denominada Farad (F), que é a unidade de capacitância no Sistema Internacional (SI).

2.4. O Farad (F)

O Farad é a capacidade de um condensador que adquire uma carga de um Coulomb quando lhe é aplicada uma diferença de potencial de um Volt.

2.5. Equivalentes

3. Capacitor de Placas Paralelas

3.1. Características

Um capacitor de placas paralelas (ou plano) é um capacitor que possui as seguintes características:

• É constituído por um par de placas paralelas de área finita.
• A distância entre as placas é insignificante em comparação ao seu tamanho.

4. Energia Armazenada em um Capacitor Carregado

4.1. Equações

No processo de carregamento do capacitor, a diferença de potencial entre as placas não é constante, passando de um valor inicial (V_i = 0) para um valor final (V). A diferença de potencial média no processo de carga é dada por: