CAPACITORES E CAPACITANCIA

UNIVERSIDADE DE UBERABA

CAPACITORES E CAPACITÂNCIA

MARIA GABRIELLA PAIVA JACOB 5116117

Turma 13

UBERLÂNDIA

2013

MARIA GABRIELLA PAIVA JACOB 5116117

CAPACITORES E CAPACITÂNCIA

Atividade não presencial apresentado ao professor Cláudio Turini, como requisito para conclusão da disciplina Física Geral e Experimental II, do curso de graduação Engenharia na Universidade de Uberaba.

UBERLÂNDIA

2013

SUMÁRIO

1. Capacitores 4

2. Tipos de Capacitores 4

3. Capacitância 6

4. Associação de Capacitores 7

4.1 Capacitores em Série e Capacitância Equivalente 7

4.2 Capacitores em Paralelo e Capacitancia Equivalente 8

4.3 Capacitores associados de forma mista 9

5. Energia acumulada pelos capacitores 9

6. Bibliografia 10

7. Resolução dos Exercícios Propostos 11

Capacitores

Capacitores são dispositivos eletricos destinados ao armazenamento de cargas ou energia elétrica, são também conhecidos como condensadores. Ele é constituído de duas peças condutoras que são chamadas de armaduras. Entre essas armaduras existe um material que é chamado dielétrico. Dielétrico é uma substância isolante que possui alta capacidade de resistência ao fluxo de corrente elétrica. A utilização dos dielétricos tem várias vantagens. A mais simples de todas elas é que com o dielétrico podemos colocar as placas do condutor, muito próximas, sem o risco de que eles entrem em contato. Qualquer substância que for submetida a uma intensidade muito alta de campo elétrico pode ser tornar condutor, por esse motivo é que o dielétrico é mais utilizado do que o ar como substância isolante, pois se o ar for submetido a um campo elétrico muito alto ele acaba por se tornar condutor. Os capacitores são utilizados nos mais variados tipos de circuitos elétricos, nas máquinas fotográficas armazenando cargas para o flash, por exemplo. Eles podem ter o formato cilíndrico ou plano, dependendo do circuito ao qual ele está sendo empregado.

Tipos de Capacitores

Os tipos de capacitores comercialmente disponíveis diferem basicamente pelo material do dielétrico e das placas – também chamadas eletrodos e, da forma construtiva.

Capacitor de cerâmica: este tipo de capacitor é caracterizado por baixas perdas, pequeno tamanho e uma conhecida característica de variação de capacitância com a temperatura;

Capacitor de poliéster: A tolerância do capacitor de poliéster não é muito boa (faixa de 5 a 10%). Mas é barato, tem boa estabilidade com a temperatura, disponível em larga faixa de valores e, por tudo isso, bastante usado. É um dielétrico robusto, podendo suportar temperaturas de -55 a +85ºC;

Capacitores de poliéster metalizado: O capacitor de poliéster metalizado por sua vez, apresenta características semelhantes às do anterior, mas as correntes de pico que pode suportar são mais baixas devido às menores espessuras dos eletrodos;

O capacitor eletrolítico consiste de duas placas separadas por um eletrólito e um dielétrico. Este tipo de capacitor possui altos valores de capacitância, Usados principalmente em filtros e outros circuitos como temporizadores. São baratos, encontrados em uma variedade de valores, mas a resistência de isolação é relativamente baixa, a tolerância é ruim e outras características tornam inviável o emprego em frequências mais altas;

Capacitor Eletrolítico de tântalo: usa o tântalo no lugar do alumínio. Capacitores deste tipo apresentam propriedades superiores aos de alumínio, permitindo o uso em frequências mais altas. Entretanto são mais caros e os valores disponíveis de capacitância são mais baixos;

Capacitor Filme de papel: é um dos tipos mais antigos. Pode ser metalizado ou ter filmes separados. O papel é impregnado com cera, resina epóxi, óleo ou outra substância para melhorar as propriedades dielétricas. Usado para tensões altas e correntes alternadas de baixas frequências;

Capacitor Filme de poliestireno: pode usar filme de alumínio como eletrodos. Em geral construído em forma de bobina e, portanto, não adequado para altas frequências. Usado em circuitos de filtros e temporizadores, com frequências na faixa de 200 kHz ou menores;

O capacitor de mica consiste de um conjunto de placas dielétricas de mica alternadas por folhas metálicas condutoras. O conjunto é então encapsulado em um molde de resina fenólica. Usados em circuitos ressonantes, filtros e outras aplicações de radiofrequência. São estáveis, têm baixo coeficiente de temperatura e boa durabilidade. Mas o preço é alto.

Capacitância

É denominada capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (V) existente entre as placas do capacitor, matematicamente fica da seguinte forma:

C= Q/V

Onde:

Q – carga do capacitor armazenada, no SI dada por Coulomb (C)

V – diferença de potencial elétrico, no SI dado por Volts (V)

A queda de potencial é dada por:

V= Q/C

No