Aula 12 - capacitancia

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Circuitos Elétricos
AULA 11B – CAPACITORES, CAPACITÂNCIA E APLICAÇÕES
Profª Msc. Letícia Caldeira Pereira Rodrigues Msc.

UE 5 – Capacitores, Capacitância e Aplicações
• Objetivos:
– Conceituar capacitância. – Definir os tipos de capacitores, suas características, associações e aplicações. – Determinar os transientes de CC e as constantes de tempo nos circuitos capacitivos. – Calcular ascorrentes de fugas e capacitância parasitas. – Calcular a energia armazenada em capacitores.

1. Capacitor
• É um componente constituído por dois condutores separados por um isolante: os condutores são chamados armaduras (ou placas) do capacitor e o isolante é o dielétrico do capacitor. O dielétrico pode ser um isolante qualquer como o vidro, a parafina, o papel e muitas vezes é o próprio ar.•

+

-

1. Capacitor
Funções e usos do Capacitor: • • • • armazenar cargas e energia filtro de descargas elétricas elemento ativo em circuitos osciladores elemento ativo em vários tipos de memórias utilizadas hoje. As memórias capacitivas armazenam informações mantendo os micro capacitores com cargas.

2. Capacitância
• • • • Capacidade de armazenar cargas elétricas em corposcondutores separados por um isolante. Unidade: Farad. Símbolo: F 1 Farad é a capacitância que armazena 1 Coulomb de carga elétrica no dielétrico quando a diferença de potencial aplicada nos terminais do capacitor tem o valor de 1 Volt.

Q C= V

2. Capacitância
• • É uma constante característica do componente; A capacitância C é proporcional à área A de cada armadura:

C∝A
• A espessura dodielétrico é um outro fator que influi na capacitância. Verifica-se que quanto menor for a distância d entre as armaduras maior será a capacitância C do componente, isto é:

C∝1/d

2. Capacitância

A C =ε d
Onde: • • • • C: Capacitância ε: Permissividade do dielétrico d: Distância entre as superfícies condutoras A: Área dos condutores. Onde: • •

ε = ε rε 0



ε: Permissividade dodielétrico ε0: Permissividade do dielétrico do vácuo 8,85 x 10-12 F/m εr: Constante dielétrica

2. Capacitância
Dielétrico Vácuo Ar Teflon Papel Parafinado Borracha Óleo de Transformador (ascarel) Mica Porcelana Baquelite Vidro Água destilada Titanato de bário e estrôncio (cerâmica) εr (Valores Médios) 1,0 1,0006 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 7,5 80,0 7500,0

3. Tipos de Capacitores
Tipos e valoresmais comuns: • Comumente são encontrados capacitores do tipo Plano, Cilíndrico e Esférico, construídos usando diversos materiais, como: cerâmica, tântalo, metálico, papel, alumínio, ... Valores comerciais 0,1 µF, 0,15 µF, 0,22 µF, 0,33 µF, 0,47 µF, 0,68 µF, 1 µF, 1,5 µF, 2,2 µF, 3,3 µF, 4,7 µF, e assim por diante.



3. Tipos de Capacitores
Tipos e valores mais comuns:

CapacitorEletrolítico

Capacitor de Cerâmica

Capacitor de Tântalo

4. Circuitos Capacitivos: Fase de Carga

4. Circuitos Capacitivos: Fase de Carga

Decaimento rápido Pequena variação de vc
Pequena variação de ic

Crescimento rápido

Momento que a chave é fechada

Após a fase de carga para circuito CC

4. Circuitos Capacitivos: Fase de Carga
A corrente no capacitor é dado por:
E −t RC ic =e R
O fator e − t RC é uma função exponencia l da forma e -x , onde x = e − t RC . e = 2,71828 ...
O fator RC é chamadode constantede tempodo sistema e tem dimensãode tempo: /  V  Q   V  Q   /  = t RC =    =  /  /  I  V   Q t  V  τ = RC

E −t τ ic = e R

4. Circuitos Capacitivos: Fase de Carga

vc = E 1 − e

(

−t τ

)

A tensão entre os terminais doresistor é definido por:

A tensão entre os terminais de um capacitor não pode mudar instantaneamente.

v R = Ee − t τ

4. Circuitos Capacitivos: Fase de Descarga

v c = Ee − t τ

E −t τ ic = e R v R = Ee − t τ

5. Associação de Capacitores: Em série

QT = Q1 = Q 2 = Q3 E = V1 + V 2 + V3 Q E= C QT Q1 Q 2 Q3 = + + CT C1 C 2 C 3
1 1 1 1 = + + CT C1 C 2 C 3

5. Associação de...
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