Funcionamento dos capacitores em circuitos de correntes contínuas

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  • Publicado : 8 de abril de 2013
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OQUE SÃO CAPACITORES ?

Um capacitor (ou condensador) é um dispositivo eletro-eletrônico que serve para armazenar energia elétrica no campo elétrico existente no seu interior.

Para entendermos o seu funcionamento, vamos inicialmente considerar um corpo carregado ou um gerador de cargas elétricas conectado a uma esfera condutora de raio R, imersos num meio cuja constante eletrostática é k,conforme indica a figura 1.

meio k

Gerador de Cargas Esfera Condutora

Figura 1 - Carregamento (eletrização) de uma esfera condutora por contato com um gerador de cargas.

Os capacitores comuns são formados por duas peças de material condutor separadas por um material isolante.Conforme figura 2.

Figura 2.

Quando uma tensão é aplicada entre estas placas condutoras, chamadas armaduras, ele se carrega: uma armadura armazena cargas positivas e a outra armazena cargas negativas.
A quantidade de cargas na armadura positiva é a mesma armazenada na armadura negativa, apenas tendo polaridade oposta.

TIPOS DE CAPACITORES

A forma como os capacitores são construídospode variar assim como o tamanho dependendo de quanto de carga se deseja que eles armazenem.
As diferenças entre os tipos são importantes, pois conforme o material usado como dielétrico, podem se manifestar propriedades específicas que tornam os capacitores ideais para determinadas aplicações.
O material isolante, denominado dielétrico normalmente dá nome ao capacitor (mica, poliéster, cerâmica,etc.).
Assim, enquanto os capacitores cerâmicos e de mica são indicados para circuitos de altas frequências, os de poliéster e eletrolíticos são indicados para aplicações em circuitos de corrente contínua e baixas frequências.
Determinados tipos de capacitores como os eletrolíticos, são polarizados.
Isso significa que eles possuem uma armadura que sempre deve ser positiva e uma que sempre deveser negativa.
Se eles forem ligados invertidos podem sofrer danos e até mesmo explodir em alguns casos.

FUNCIONAMENTO DE UM CAPACITOR
Quando as placas de um capacitor estão ligadas a um carregador, por exemplo, uma bateria, há uma transferência de carga de um condutor para outro até que a diferença de potencial entre os dois condutores seja igual à diferença de potencial entre os terminais dabateria. A quantidade de carga separada (que é igual ao módulo da carga em qualquer dos condutores) depende da geometria do capacitor. Capacitância (C) é a característica que o capacitor apresenta de armazenar mais ou menos cargas elétricas por unidade de tensão. Um capacitor se compõe basicamente de duas placas de material condutor, denominadas de armaduras, isoladas eletricamente entre si por ummaterial isolante chamado dielétrico conforme figura 3.

Figura 3

O material condutor que compõe as armaduras de um capacitor é eletricamente neutro no seu estado natural. Em cada uma das armaduras o número total de prótons e elétrons é igual, portanto as placas não tem potencial elétrico. Não existindo potencial elétrico em cada uma das armaduras, não há diferença de potencial ou tensãoentre elas.

O fenômeno de armazenamento de cargas pelo capacitor pode ser compreendido mais facilmente analisando o movimento de elétrons no circuito, por esta razão será utilizado o sentido eletrônico da corrente elétrica no desenvolvimento do assunto. Conforme figura 4.

Figura 4

Conectando-se os terminais do capacitor a uma fonte de C o capacitor fica sujeito à diferença de potencial dospólos da fonte. O potencial da bateria aplicado a cada uma das armaduras faz surgir entre elas uma força chamada de Campo elétrico, que nada mais é do que uma força de atração (cargas de sinal diferente) ou repulsão (cargas de mesmo sinal) entre cargas elétricas. O pólo positivo da fonte absorve elétrons da armadura a qual está conectado enquanto o polo negativo fornece elétrons à outra armadura,...
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