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1 CAPACITORES

Michael Faraday (1791 - 1867)
Um dispositivo muito usado em circuitos elétricos é denominado capacitor. Este aparelho é destinado a armazenar cargas elétricas e é 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. Costuma-se dar nome a esses aparelhos de acordo com aforma de suas armaduras. Assim temos o capacitor plano, capacitor cilíndrico, capacitor esférico, etc. O dielétrico pode ser um isolante qualquer como o vidro, a parafina, o papel e
muitas vezes o próprio ar.

A quantidade de carga armazenada na placa de um capacitor é diretamente proporcional à diferença de potencial entre as placas. O quociente entre carga (Q) e diferença de potencial (U) éentão uma constante para um determinado capacitor e recebe o nome de capacitância (C).

Quando o capacitor possui um isolante elétrico entre suas placas, sua capacitância aumenta. Este isolante dificulta a passagem das cargas de uma placa a outra, o que descarregaria o capacitor. Dessa forma, para uma mesma diferença de potencial, o capacitor pode armazenar uma quantidade maior de carga.
Oscapacitores são amplamente utilizados em rádios, gravadores, televisores, circuitos elétricos de veículos, etc.
Um Capacitor ou Condensador é um componente que armazena energia num campo elétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica.

1.1 FÍSICA DO CAPACITOR
Os formatos típicos consistem em dois eletrodos ou placas que armazenam cargas opostas. Estas duas placas são condutoras e sãoseparadas por um isolante ou por um dielétrico. A carga é armazenada na superfície das placas, no limite com o dielétrico. Devido ao fato de cada placa armazenar cargas iguais, porém opostas, a carga total no dispositivo é sempre zero.

1.2 CAPACITÂNCIA
A propriedade que estes dispositivos têm de armazenar energia elétrica sob a forma de um campo eletrostático é chamada de capacitância (C) e é medidapelo quociente da quantidade de carga (Q) armazenada pela diferença de potencial ou voltagem (V) que existe entre as placas:

Pelo Sistema Internacional (SI), um capacitor tem a capacitância de um Farad (F) quando um Coulomb de carga causa uma diferença de potencial de um Volt (V) entre as placas. O Farad é uma unidade de medida considerada muito grande para circuitos práticos, por isso, sãoutilizados valores de capacitâncias expressos em microfarads (µF), nanofarads (nF) ou picofarads (pF).
A equação acima é exata somente para valores de Q muito maiores que a carga do elétron (e = 1.602·10-19C). Por exemplo, se uma capacitância de 1 pF fosse carregada a uma tensão de 1 µv, a equação perderia uma carga Q = 10-19C, mas isto seria impossível já que seria menor do que a carga em um únicoelétron. Entretanto, as experiências e as teorias recentes sugerem a existência de cargas fracionárias.
A capacitância de uma capacitor de placas paralelas constituído de dois eletrodos planos idênticos de área A separados à distância constante d é aproximadamente igual a:

C é a capacitância em farads; 0 é a permissividade eletrostática do vácuo ou espaço livre; ‘e’ é a constante dielétrica oupermissividade relativa do isolante utilizado.

1.3 ENERGIA
A energia (no SI, medida em Joules) armazenada em um capacitor é igual ao trabalho feito para carregá-lo. Considere um capacitor com capacitância C, com uma carga +q em uma placa e -q na outra. Movendo um pequeno elemento de carga dq de uma placa para a outra contra a diferença de potencial V = q/C necessita de um trabalho dW:

Nós podemosdescobrir a energia armazenada em um capacitor integrando essa equação. Começando com um capacitor descarregado (q=0) e movendo carga de uma placa para a outra até que as placas tenham carga +Q e -Q, necessita de um trabalho W:

1.4 CIRCUITOS ELÉTRICOS

Os elétrons não podem passar diretamente através do dielétrico de uma placa do capacitor para a outra. Quando uma voltagem é aplicada a um...
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