A Capacitância Em Engenharia

Capacitância

RESUMO: O artigo aborda conceitos de capacitores, conhecidos como placas com cargas iguais e sinais opostos, determinando a capacitância de um capacitor de placas paralelas, observando e comparando a influência da distância entre as placas e do tipo de material entre as placas nesta capacitância. Será analisado também possíveis erros que influenciaram nos resultados.

Palavras-chave: Capacitância, placas, capacitores e cargas.

1.INTRODUÇÃO

Este relatório tem como finalidade apresentar 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 (dielétrico). Ele 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, tem a característica de armazenar energia para ser aplico no campo elétrico (Hlliday, 2012)

A Capacitância é uma função das propriedades materiais do capacitor, área das placas (A), distância (d), entre as mesmas e permissividade elétrica do material ε =(Kε0), onde ε0 é a permissividade elétrica do vácuo e K a constante dielétrica cujo valor pode variar de acordo com o isolante elétrico. Logo:

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Equação1: Equação da capacitância.

Em homenagem a Michael Faraday, pioneiro no desenvolvimento dos conceitos de capacitância, a unidade utilizada no Sistema Internacional de Medidas (SI) é o coulomb por volt, denominado farad (F).  Os submúltiplos Mili, Micro, Nano e Pico Farad (mF, µF, nF, pF respectivamente) são bastante empregados devido aos valores muito pequenos para medição dessa grandeza. (Site: Mundo Vestibular)

2.  MATERIAIS UTILIZADOS

• Capacitor de placas paralelas;

• Dielétricos (Lâminas de papel e plástico);

• paquímetro;

• 1 par de fios com conectores banana/ jacaré.

• Capacímetro.

3. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO

Primeiramente utilizando um paquímetro, medimos o diâmetro das placas do capacitor. Em seguida com um micrometro, medimos a espessura das 5 lâminas de papel e das 5 lâminas de plástico.

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

Confeccionamos no programa Excel uma tabela e inserimos os valores das capacitâncias encontradas no experimento para cada distância entre as placas do capacitor. A partir disso, geramos um gráfico de coordenadas cartesianas e visualizamos a curva plotada no plano XY onde os valores da capacitância foram expressos no eixo das ordenadas (eixo y) e os valores das distancias entre as placas do capacitor foram expressas no eixo das abscissas (eixo x).

4. RESULTADOS

Tiramos quatro medidas do diâmetro do capacitor em milímetros (mm) (140,25; 140,25; 140,3; 140,25) e adotamos a moda como referência que foi de 140,25. Neste caso, o raio adotado para efeito de cálculo é 0,070125 m.