UNIVERSIDADE NACIONAL TIMOR LOROSA’E FACULDADE EDUCACAO ARTES E HUMANIDADE
DEPARTEMENRO DE ENSINO FISÍCA SEMESTRE III/A
ANO LECTIVO 2017 PELO GRUPO 3 NOME DO GRUPO
CAPITULO IV
TOPICO
Capacitânçia Energia Eletrostática e
Dielétricos
Calculo Capacitânçia
combinacao de capacitores em paralelo e em
serie
Energia eletrostatico de um capacitor
Historicamente, a ideia de seu uso baseia-se na Garrafa de Leiden em 1746 por Pieter van Musschenbroek na cidade de Leiden, na Holanda. 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
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
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.[carece de fontes]
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
Capacitor ou condesador igual com componente eletrico passivo em que funcao para armazenada a carga eletrica,capacitancia com unidade
Farad.
Capacitância é a grandeza elétrica de um capacitor, que é determinada
pela quantidade de energia elétrica que pode ser armazenada em si por
uma determinada tensão e pela quantidade de corrente alternada que
atravessa o capacitor numa determina a frequênçia.
No S.I sua unidade de capacitancia é Coulomb/Volt (C/V), chamado
Farad (F), em homenagen ao cientista inglesa Michael
Faraday(1791-1867).
onde
C = capacitancia, C/V (farad) Q = carga armazenada ,C
V = diferencia de potencial, Volt
Quando um Coulomb de carga (Q) é acumulado, estabelecendo-se entre os terminais do capacitor uma diferença de potencial (V) de um Volt, dizemos que a capacitância (C) é de um Farad. Por ser uma unidade que fornece valores elevados,
normalmente trabalha-se com os submúltiplos microfarad (μF), nanofarad (nF) e picofard (pF).
Através da equação anterior podemos calcular também a quantidade de carga (Q), em Coulombs, acumulada em um capacitor, dada a sua capacitância (C) em Farads e a tensão (V) sobre ele, em Volts.
Q = C xV V = Q /C
Exemplo:
1) Calcule a carga acumulada em um capacitor de
Calculo de Capacitancia
Calculo de capacitancia como metodo de facilitar para calcular a capacitancia entre os capacitores usando C = Q/V. Ou calcular o campo electrico E, que existe entre as placas de um condutor
caregados com carga oposta pode ser calculada da seguinte maneira.
Formula : C= ε0.A/d
Os fatores que afetam a capacitância são:
a área das placas (armaduras);
a distância entre as placas (armaduras); o tipo de dielétrico (isolante).
Quanto maior for a área das placas, mais carga será acumulada para uma dada tensão; portanto, maior será a capacitância. Quanto mais isolante o meio for, mais cargas serão acumuladas e
Formula :
C = Onde :
C = capacitância (F) = permisibidade do vacuo (F/m)
Ɛ˳
A = Area (m²)
Quando um capacitor esta caregado as
placas contem carga do mesmo valor
absoluto com os sinais opostos –q e +q.
A costante de proporcionalidade C, é
chamado de capacitancia do capacitor. Sua
valor depende da geometria das placas,
mas não depende da carga nem d.d.p. A
capacitancia é uma medida de carga que
precisa acumuladad nas placas para produz
uma certa d.d.p entre eles. Quanto maior a
capacitancia, maior sera a carga
necessaria.
Exemplo :
1) Um capacitor placas plano paralelos
sejam de 10 m
2de lado,e de um 10 m
a
separação estão eles/ambas.Calcular a
capacitancia de um capacitor.
Dados: A=10 m2
d=10 m
Ɛ˳ =8,85 . 10-12 F/m C=….?
COMBINAÇÕES DE CAPACITORES EM PARALELO E
SERIE
Os capacitores de um circuito às vezes podem ser subtituidos
por um capacitor equivalente, isto é um único capacitor com a
mesma capacitançia que o conjunto de capacitores. Ussando
esse tipo de subtituição podemos simplificar o circuito e
calcular com mais fasilidade os seus parâmetro. Um sistema
de capacitores pode ser substituído por um único capacitor
equivalente. Nos casos em que os capacitores estejam ligados
em série ou em paralelo, é fácil calcular a capacidade que
Combinações
Capacitores em paralelo
Quando uma diferençia de potencial (v) e aplicada a vários
capacitores ligados em paralelo, a diferençia de potencial
(v) e a mesma entre as placas de todos os capacitores é a
carga total (Q) armazenadas nos capacitores é a soma da
das cargas armazenadas individualmente nos capacitores.
Paralelo sigifica que cada placa de um
capacitor esta ligada a uma das placas ao
outros de modo que existe a mesma diferenca
de potencial V, entre as placas dos
Grafico
Formula :
•Exemplo :
1. Trés capacitores são ligadosem paralelo, a capacitançia do primeiro é expressa por C1 = 6μF, assim segue C2 = 2μF e C3 = 4μF está associação está combinada por um ddp de 24 volt. calcule
a) A capacitançia equivalente (Ceq)
b) A carga (Q) eletrica de cada capacitor.
Combinacão de capacitor em serie
Uma ligação em série de capacitores diminui a
capacitância total porque efetivamente aumenta o
espaçamento entre as placas. A carga armazenada no
capacitor equivalente é a mesma que em cada um dos
capacitores em série.
Serie significa que os capacitores sao ligados em
sequencia, um apos o outro, e uma diferenca de
Formula :
Para determinar a capacitancia equivalente de sua
associação de dois ou mais capacitores utilizamos a
seguinte relação matematica:
Exemplo:
1. Três capacitores são ligados em série, a
capâcitancia do primeiro é expressa por C
1=5
assim segue C
2= 3 e C
3= 7 esta associação esta
combinada por uma ddp de 12 V. calcule
A) a capacitância equivalente (ceq).
B) a carga (Q) de cada capacitor.
Solução:
a)
= + +
=
1,478
b)
Q = const; Q1= Q2= Q3
C =
C) Capacitor 1 → U = = 3,6V
Capacitor 2 → U = 5,9 V
ENERGIA ELÉTROSTATICA DE UM CAPACITOR
É o processo de transferencia de carga para um capacitor.
Grafico:
exemplo :
1. um capacitor plano de capacitância 5 recebe uma
carga eletrica de 40 .Determine a d.d.p entre as
armaduraas do capacitor..
Dados :
C = 5
q = 40
U =
ENERGIA DO CAMPO ELÉTROSTATICO.
Durante o proceso de carregamento de um capacitor, um
campo eletrico é produzido entre as placas. O trabalho
necessario para carregar o capacitor pode ser idealizado como o
trabalho necessario parar gerar essse campo eltrico.isto é pode
ser imaginar a energia armazenada em capacitor como a energia
armazenada no campo eletrico, que é chamada de energia do
eletrostatico.
Considera um capacitor de placas paralelas.Pode –se
relacionar a energia armazenada no capacitor a Resistencia E do
campo eletrico entre as placas .A diferensa de potensial entre as
placas é relacionada ao campo eltrico p=E.d, onde d é a distância
de separação das placas.A capacitancia é expressa por .
A energia armazenada
DIELÉTRICOS
Os dielétricos também são chamados de isolantes, pois
não há possibilidade de passagem de corrente elétrica através
desses materiais.Os dielétricos são objetos capazes de
impedir a passagem da corrente elétrica por um condutor metálico. A borracha e a madeira são exemplos de dielétricos.
Os dielétricos são usados nos condensadores, também
conhecidos como capacitores, com a finalidade de separar
fisicamente suas placas de carga positivo e carga negativo.
