Capacitancia

Capacitância

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Eletromagnetismo

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Representação do vetor campo elétrico de uma onda eletromagnética circularmente polarizada.

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Capacitância refere-se a capacidade de armazenar energia e capacitores são dispositivos feitos para armazenar energia elétrica.

Capacitância ou capacidade elétrica é a grandeza escalar determinada pela quantidade de energia elétrica que pode ser acumulada em si por uma determinada tensão e pela quantidade de corrente alternada que atravessa um capacitor numa determinada frequência. Sua unidade é dada em farad. 1

Quanto maior a carga elétrica (Q) acumulada maior a Energia potencial elétrica (Epe).

Tradicionalmente representa-se um capacitor por duas linhas perpendiculares ao sistema elétrico e com a letra C, simbolizando duas placas metálicas separadas por um dielétrico.2

Portanto a capacitância corresponde à relação entre a quantidade de carga acumulada pelo corpo e o potencial elétrico que o corpo assume em consequência disso. O dispositivo mais usual para armazenar energia é o capacitor (português brasileiro) ou condensador (português europeu). A capacitância depende da relação entre a diferença de potencial (ou tensão elétrica) existente entre as placas do capacitor e a carga elétrica nele armazenada. É calculada de acordo com a seguinte fórmula:

C = \frac {Q}{E},

Onde:

C\, é a capacitância, expressa em farads. Como esta unidade é relativamente grande, geralmente são utilizados os seus submúltiplos, como o microfarad, o nanofarad ou o picofarad.

Q\, é a carga elétrica armazenada, medida em coulombs;

E\, é a diferença de potencial (ou tensão elétrica), medida em volts.

Convém observar que a capacitância depende da geometria do condensador (português europeu) ou capacitor (português brasileiro) (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Para um determinado material, a capacitância dependera somente de suas dimensões: quanto maiores forem, maior será a capacitância.

A capacitância se verifica sempre que dois condutores estiverem separados por um material isolante. Assim, a capacitância depende do dielétrico que se introduza entre as duas superfícies do condensador. Quanto maior for a constante dielétrica do material não condutor introduzido, maior será a capacitância.

É possível calcular a energia potencial elétrica Epe do corpo eletrizado, que é a área do triângulo formado no gráfico cartesiano VxQ:

Epe = \frac{Q.V}{2} ou Epe = \frac{Q.V.2}{4.\pi}

Índice [esconder]

1 Condutores Esféricos

2 Potencial de Equivalência ou Equivalente (Veq)

3 Ver também

4 Referências

Condutores Esféricos[editar | editar código-fonte]

Para condutores esféricos:

C = \frac {q}{V}

C = \frac {q}{\frac{k.q}{r}}

C = \frac{r}{k},

Onde:

r = raio da esfera

k = constante eletrostática ou de Coulomb k = 9.10^9 N.m²/s²

Potencial de Equivalência ou Equivalente (Veq)[editar | editar código-fonte]

Eletrização por contato gera um potencial de equivalência entre os corpos

A capacitancia de cada corpo não é alterada após a eletrização

Equilibrio Eletrostático:

ΣQ = ΣQa

Onde:

ΣQ: Soma das cargas antes da eletrização

ΣQa: Soma das cargas após a eletrização

Q1 + Q2 + Q3 + ... + Qn = Q1a + Q2a + Q3a + ... + Qna

Q1 + Q2 + Q3 + ... + Qn = C1.Veq + C2.Veq + C3.Veq + ... + Cn.Veq

Q1 + Q2 + Q3 + ... + Qn = Veq.(C1 + C2 + C3 + ... + Cn)

ΣQ = Veq.ΣC

Veq = \frac {\sum_{i=1}^{n} {Q}}{\sum_{i=1}^{n} {C}}

Carga após o contato (Qa):

Qa = C.Vep

Qa = C . \frac {\sum_{i=1}^{n} {Q}}{\sum_{i=1}^{n} {C}}

Para esferas (X e Y) de mesmo raio:

Qa = \frac {Qx + Qy}{2}