ELETROMAGNETISMO

2.1 – PASSO 3

Calcular a quantidade de carga acumulada com a aplicação de potencial com a introdução de um dielétrico no capacitor estudado. Considerar que no capacitor seja aplicado com uma diferença de potencial V0 entre as placas. Em seguida, a bateria é desligado e um dielétrico, feito de poliestireno de espessura a e constante dielétrica k, é introduzido entre as placas. Supor que a A = 10 cm2; V0 = 80 V; a = 1,75 cm. Encontrar o campo elétrico E0 nos espaços entre as placas do capacitor e o dielétrico e o campo elétrico E1 no interior do dielétrico.

Capacitância antes da introdução do material dielétrico entre as placas

Co =

= = 4,42 x 10 -13 F

Capacitância depois

C =

C = = 1,150x10-12 F

Quantidade de carga: q → sem dielétrico

Qo = Co . Vo

Qo = 4,42x10-13 .80 = 3,536x10-11 C

Quantidade de carga com dielétrico

Q = C.Vo = 1,150x10-12 . 80 = 9,2x10-11 C

Campo elétrico dentro do capacitor

Lei de Gauss:

Eo . A = → Eo =

Eo = = 3.995,48 V/m 4.000 V/m

Campo elétrico com dielétrico entre placas

E1 = =

E1 = 3.998,26 V/m

2.2 – PASSO 4

Calcular a diferença de potencial (V) e a capacitância (C) entre as placas depois da introdução do dielétrico e comparar esses valores com o valor inicial e o quão importante é a introdução de dielétrico nessa situação.

V =

V = Eo . (d-a) → 4.000 (0,02 – 0,0175)

V = 10V → sem dielétrico

V1 = E1.a = 3.998,26 . 0,0175

V1 = 69,96 70V

Vtotal = V+V1 = 10+70 = 80V

3.0 – ETAPA 3

Aula-tema: Lei de Ampere e Campo Magnético. Indutância. Circuitos Magnéticos.

Essa atividade é importante para discutir as semelhanças e diferenças nos conceitos

que envolvem dois dispositivos armazenadores de energia, os capacitores e indutores.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

3.1 – PASSO 1

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais, ou sites da internet, as características que assemelham e diferem quanto aos capacitores e indutores.

Site sugerido para pesquisa

• Capacitores e indutores. Disponível em:

https://docs.google.com/open?id=0Bx50NPmVz1UwQVFvZGNkWGlNS1k

Acesso em: 01 nov. 2012.

3.1.1 – CAPACITOR

O capacitor é um componente usado em quase todo tipo de dispositivo eletrônico. É um componente que tem como finalidade, armazenar energia elétrica.

Como mostra na imagem o Dielétrico é um material isolante que separa as duas Placas Condutoras que armazenam cargas opostas. A carga é armazenada na superfície das placas, no limite com o dielétrico. Devido ao fato de cada placa condutora armazenar cargas iguais, porém opostas, a carga total no dispositivo é sempre zero. Veja o símbolo do Capacitor:

3.1.2 - CAPACITÂNCIA (C)

É a capacidade que o capacitor apresenta de armazenar mais ou menos cargas elétricas por unidade de tensão.

Onde:

C: Faraday (F)

Q: Coulomb (C)

V: Tensão (Volts)

Obs.:

1 µF = 10

1 nF = 10

1 pF = 10

Um capacitor quando percorrido por uma corrente elétrica alternada, oferece uma oposição à passagem da mesma, denominada reatância capacitiva.

Onde:

XC: Ohms (Ω)

f: Hertz (Hz)

C: Faraday (F)

1. Capacitor Descarregado

i(t) = MÁXIMA

1. Capacitor Carregado

i(t) = NULA

Os tipos de capacitores comercialmente disponíveis diferem basicamente pelo material do dielétrico e das placas condutoras e da forma construtiva. São dadas informações resumidas sobre alguns tipos comuns usados em eletrônica. Certamente não listamos todos os tipos.

Cerâmica: A constante dielétrica é alta, permitindo valores relativamente altos em pequenos volumes. Características boas para altas frequências. Os elementos podem ter forma de disco ou outras e podem ser apenas um conjunto ou vários empilhados. Em geral disponível em valores de 1 pF a 2,2 µF e tensões até 6 kV.

Eletrolítico: é um tipo de capacitor que possui polaridade, ou seja, não funciona corretamente se for invertido. Se a polaridade for invertida dá-se inicio à destruição da camada de óxido, fazendo o capacitor entrar em curto-circuito. Nos capacitores eletrolíticos, uma inversão de polaridade é extremamente perigosa, visto que, a reação interna gera vapores que acabavam por destruir o capacitor através de uma