FUNCIONAMENTO DE CONDENSADORES

INTRODUÇÃO

Nesse presente trabalho será exposto uma sucinta explicação sobre capacitores (funcionamento, cálculos e fórmulas e sua utilização).

Capacitor é um componente que armazena energia num campo, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica. Historicamente, a ideia de seu uso baseia-se na Garrafa de Leiden inventada acidentalmente em 1746, por Pieter van Musschenbroek na cidade de Leiden na Holanda.

Figura 1 Exemplo de capacitores- Escala principal é usada em centímetros

FUNCIONAMENTO DOS CAPACITORES

Em circuitos eletrônicos alguns componentes necessitam que haja alimentação em corrente contínua, enquanto a fonte está ligada em corrente alternada. A resolução deste problema é um dos exemplos da utilidade de um capacitor. Este equipamento é capaz de armazenar energia potencial elétrica durante um intervalo de tempo, ele é construído utilizando um campo elétrico uniforme. Um capacitor é composto por duas peças condutoras, chamadas armaduras e um material isolante com propriedades específicas chamado dielétrico. Devido ao fato de cada placa armazenar cargas iguais, porém opostas, a carga total no dispositivo é sempre zero.

Para que haja um campo elétrico uniforme é necessário que haja uma interação específica, limitando os possíveis formatos geométricos de um capacitor, assim alguns exemplos de capacitores são:

Capacitores planos

Figura 2 Capacitor plano

Capacitores cilíndricos

Figura 3 Capacitor Cilíndrico

Os capacitores são feitos com dois condutores, chamados de armaduras, entre os quais ocorre indução total de cargas por parte de um deles que esteja eletrizado. As armaduras estão sempre separadas por substâncias dielétricas ou isolantes (ar, água pura, óleo). Um capacitor funciona da seguinte forma: um dos condutores, previamente carregado com certa quantidade de cargas, induz a mesma quantidade, com sinal de carga sinal, no outro condutor. Com elas, se cria um circuito elétrico através de um fio que as una ou se ligadas à Terra, fazendo com que a carga induzida se escoe. A outra placa se recarrega e repete o ciclo. A carga de um capacitor é aquela da armadura positiva, enquanto que a carga total é nula. Também se observa a formação de um campo elétrico entre as armaduras quando o capacitor está em funcionamento. Por isso se diz que as superfícies da nuvem funcionam como armaduras de um capacitor.

CÁLCULOS E FÓRMULAS

Figura 4 Quando uma diferença de potencial V = Ed é aplicada às placas deste capacitor simples, surge um campo elétrico entre elas. Este campo elétrico é produzido pela acumulação de uma carga nas placas.

Capacitância  Capacidade de armazenar energia elétrica sob a forma de um campo eletrostático é chamada de capacitância ou capacidade (C) e é medida pelo quociente da quantidade de carga (Q) armazenada pela diferença de potencial ou tensão (V) que existe entre as placas.

A capacitância de um capacitor de placas paralelas constituído de dois eletrodos planos idênticos de área A separados à distância constante d é aproximadamente igual a:

Energia Para carregar um condensador, é preciso carregar uma das armaduras com carga e a outra com carga .O processo implica uma transferência de carga de uma armadura para a outra. Essa passagem pode ser devida à ligação de dois cabos nas armaduras e nos terminais de uma bateria.

Circuitos elétricos Quando a Tensão que flui por um capacitor muda, o capacitor será carregado ou descarregado.

Reatância capacitiva:

Impedância

Associação de capacitores

A diferença de potencial entre os pontos A e B será a soma das diferenças de potencial em cada um dos capacitores :

Assim, o sistema é equivalente a um único capacitor com capacidade que verifica a equação:

Se os capacitores estiverem inicialmente descarregados, no momento em que for introduzida uma diferença de potencial entre os pontos A e B, entrará carga positiva nas armaduras que estiverem ligadas ao ponto com maior potencial, e sairá a mesma quantidade de carga das armaduras ligadas ao ponto com menor potencial. 10 Mas a quantidade de carga que entra em cada capacitor não tem que ser a mesma; a carga total que entra e sai entre os pontos A e B é:

Assim, o sistema é equivalente a um único capacitor com capacidade igual à soma das duas capacidades dos capacitores10:

TIPOS DE CAPACITORES

Capacitores comuns Apresenta-se com tolerâncias de 5 % ou 10 %.

Capacitores são frequentemente classificados de acordo com o material usado como dielétrico. Os seguintes tipos de dielétricos são usados:

• Cerâmica