Relatorio sobre capacitores

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Relatório de Física III Laboratorial
Prática 3 – CAPACITORES

Trabalho elaborado para a disciplina de Física 3, do curso de Engenharia Civil, sob a orientação do professor Eduardo, como requisito parcial para avaliação do 3º Período.

Pato Branco
Abril/2010
1. INTRODUÇÃO
Dois condutores quaisquer, separados por um isolante formam um capacitor(ou condensador) que é um dispositivo que permite tanto o fornecimento como a absorção de cargas elétricas. Os capacitores são amplamente aplicados em situações que envolvem campos elétricos, como em circuitos elétricos e em aparelhos eletrônicos. No tubo do televisor, por exemplo, é utilizado para produzir desvios nos feixes de elétrons que o atravessam. Nos circuitos de rádio, são usados parasintonia e para filtragem da corrente retificada fornecida pela fonte de alimentação do aparelho. Também são empregados para aumentar o rendimento de uma linha de transmissão de corrente alternada onde são empregados grandes capacitores.

2. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
O aparelho elétrico destinado a armazenar cargas elétricas é chamado capacitor. [1]
Este pode gerar campo elétrico de diferentesconfigurações e intensidades, também pode confinar campos elétricos intensos em pequenos volumes, como acontece com aparelhos eletrônicos miniaturizados. Outra característica importante é a capacidade de armazenar energia elétrica e por isso ser aplicado como acumulador de energia. [2]

2.1 Capacitância
A propriedade que estes dispositivos têm de armazenar energia elétrica sob a forma de umcampo 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. [3]
Considerando um condutor A neutro e isolado, eletrizando-o de modo que seu potencial elétrico seja V e sua capacitância eletrostática C, a carga elétrica adquirida pelo condutor A será: [4]
Q = CVQuando se exprime a carga elétrica em C e o potencial em V, a capacitância virá expressa em Coulomb por volt. Esta unidade SI de capacitância recebeu o nome de Faraday (F). Observa-se que C não pode ser negativa, pois Q e V têm sempre o mesmo sinal. A equação acima é exata somente para valores de Q muito maiores que a carga do elétron (e = 1,602 × 10-19 C), a capacitância de um condutor isolado sódepende da forma do condutor, das suas dimensões geométricas e do meio que o envolve. (Figura 1). [5]

2.2 Capacitores de placas paralelas
O tipo mais comum de capacitor consiste de duas placas condutoras e paralelas, separadas por uma distância pequena em relação às dimensões da placa e eletrizadas com cargas de mesma intensidade e sinais contrários. Praticamente todo o campo do capacitorlocaliza-se na região entre as placas. Se as placas estiverem suficientemente próximas o campo entre eles será uniforme e as cargas das placas serão uniformemente distribuídas sobre as faces que se defrontam. [6]
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 = KεoA/d
Onde:* C é a capacitância em farads;
* ε0 é a permissividade eletrostática do vácuo ou espaço livre;
* K é a constante dielétrica ou permissividade relativa do isolante utilizado;
* A é a área do dielétrico;
* D é a distancia de separação entre as placas.[7]

2.3 Energia armazenada em capacitor
O gerador elétrico, ao carregar um capacitor fornece-lhe energia potencial elétricaque fica armazenada no mesmo. [1]
O processo de carregar um capacitor consiste em transferir a carga da placa de um potencial mais baixo para a placa de potencial mais alto, portanto o processo de carregar requer consumo de energia. Supondo o capacitor inicialmente descarregado, o processo de carregamento é efetuado removendo-se repetidamente pequenas cargas positivas de uma das placas e...
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