fisica

UNIVERSIDADE
DE SÃO PAULO

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo:
Capacitância e Capacitores

Instituto de Física de São Carlos

Capacitância e Capacitores
Nessa prática, faremos um estudo sobre capacitores. Será introduzido o conceito de capacitância e estudaremos as leis de carga e descarga de capacitores, bem como as regras de associação desses elementos de circuito.

Sempre que surgir uma dúvida quanto à utilização de um instrumento ou componente, o aluno deverá consultar o professor para esclarecimentos.

Quando usar um capacitor, verifique se ele possui polaridade; se possuir, confira a polaridade antes de ligar o circuito. Nos capacitores disponíveis no laboratório, uma seta aponta para o pólo negativo. Verifique também a máxima tensão que pode ser aplicada no capacitor.

I. Capacitor de placas paralelas e capacitância

Suponhamos o caso de duas placas condutoras idênticas, paralelas entre si, separadas por uma distância S e com área A, tal como mostrado na figura 1. Uma das placas está carregada com uma carga +Q e a outra com uma carga –Q.

S
+Q, Φ1

A

-Q, Φ2

A

Figura 1 – Capacitor de Placas Paralelas

Uma aproximação que vamos fazer é desconsiderar o chamado efeito de borda, isto é, vamos calcular o campo gerado por cada placa como se ela fosse infinita. O campo gerado por uma placa infinita uniformemente carregada pode ser calculado pela lei de Gauss sendo dado por:

1

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Laboratório de Eletricidade e Magnetismo:
Capacitância e Capacitores

Instituto de Física de São Carlos

r
Q
σ
E =
=
2ε o 2 Aε o

(1)

Onde σ e a densidade superficial de carga, A é a área da placa e Q a carga armazenada e εo é a permissividade elétrica do vácuo. Note que se trata de um campo constante. A direção desse campo é perpendicular a placa e o sentido saindo da placa se Q é positivo e entrando na placa se Q é negativo.
O capacitor esquematizado na figura 1 pode ser aproximado