EXPERIMENTAL RELATÓRIO: capacitores

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Campus Pato Branco Engenharia de Computação

Laboratório de Física I RELATÓRIO EXPERIMENTAL: CAPACITORES.

PROFESSOR: Emir Baude ACADÊMICOS: 1. Cristiano A. Garcia Dal Posso 2. Igor Hoelscher 3. Luiz felipe benedito 4. Vagner Martinello

Pato Branco - PR 13 de sertembro de 2010

1.INTRODUÇÃO

Este relatório tem por objetivo demonstrar experimentos referentes à capacitância em função da distância das placas e do dielétrico. Um capacitor é constituído de duas placas finas paralelas e carregadas, separadas por um material isolante (conhecido por dielétrico). Nos experimentos, utilizamos ar e laminas transparentes, em seção, aumentando gradativamente a distância entre as placas, conforme a largura das transparências.

1. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 1.1. CAPACITORES

Um capacitor apresenta a propriedade de armazenar uma grande quantidade de carga elétrica, desde que os corpos condutores sejam separados por uma pequena distância. Também chamado de condensador, o capacitor armazena energia, na forma de energia potencial, do mesmo modo que é possível armazenar essa energia ao esticar a corda de um arco, comprimir um gás ou, levantar um livro. No entanto essa propriedade se aplica no campo elétrico.

" os capacitores microscópicos formam os bancos

de memória dos computadores. Os campos elétricos nestes minúsculos dispositivos são significativos não só pela energia armazenada, mas também pela informação LIGADESLIGA que a presença ou ausência deles proporciona." (HALLIDAY, 1996)

A unidade de capacitância, coulomb por volt, é denominada farad (F) em homenagem a Michael Faraday, pioneiro no desenvolvimento deste conceito. Entretanto, a unidade é muito grande para a maioria dos valores práticos e os submúltiplos (µF, nF, pF) são bastante empregados.

Para o capacitor ser eletrizado, uma armadura é ligada a um pólo positivo de gerador eletriza-se positivamente e a outra ligada ao pólo negativo, eletriza-se negativamente. Estando o capacitor eletrizado, suas armaduras apresentam cargas elétricas de mesmo valor absoluto e sinais opostos, +Q e –Q. Entre as armaduras do capacitor, existe um meio não condutor (isolante) chamado dielétrico. Um capacitor com placas planas e paralelas, de área A e distância d, tem capacitância = . Mas, quando o espaço entre as placas de um capacitor está completamente preenchido com um material dielétrico (que nesta experiência serão lâminas transparentes), a capacitância fica aumentada por um fator k, chamado de constante dielétrica (conforme a Tabela 2.1.1). Quando há, portanto, um dielétrico, a equação eletrostática se torna: =

Papel parafinado 2,5 Plástico 3,0 Poliestireno 2,5 – 2,6 Porcelana 6,0 Pyrex 5,1 Sílica fundida 3,8 Titanatos 50 – 10000 Vidro de cal de soda 6,9

2. DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL 2.1. Material utilizado

2.1.1. Capacitores: • Capacitor de placas paralelas;

• Multímetro com conexão;

• Dielétricos;

• Micrometro e paquímetro.

2.2. Descrição dos Experimentos

Primeiramente utilizando um paquímetro, medimos o diâmetro das placas do capacitor. Em seguida com um micrometro, medimos a espessura das lâminas transparentes, nove ao total medindo cerca de 0,00014m cada.

A cada folha que era colocada entre as placas, mediamos a capacitância encontrada com a presença e a ausência dos dielétricos. Esse experimento foi repetido aumentando gradativamente a distância entre as placas, com uma, duas, três, até serem colocadas as nove lâminas.

2.3. Resultados Obtidos 2.3.1. Capacitância e constante dielétrica (k)

Conforme os passos, relatados no item anterior, encontramos o raio (0,05m) e a espessura de uma lâmina de transparência (0,00014m). Com as lâminas, uma a uma, colocadas entre as placas, encontramos a capacitância. O mesmo foi feito quando havia apenas ar entre as placas, mantendo a distância deixada pelas lâminas.

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