Capacitância - física 3

capacitância e capacitor

O potencial de uma esfera de raio R com carga Q é dado por:
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se a esfera é rodeada por um dielétrico, temos que substituir (0, por
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A relação Q/V para a esfera é 4((R, quantidade constante e independente da carga. Isso porque o potencial é proporcional à carga. Consequentemente, a capacidade elétrica de um condutor isolado é definida como a relação entre sua carga e potencial:

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a unidade de capacitância é o Farad.(F)

O conceito de capacitância pode ser estendido para um sistema de condutores. Consideremos o caso de dois condutores tendo cargas Q e –Q.
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Este arranjo constitui o que é chamado de capacitor. Se V1 e V2 são os respectivos potenciais, de modo que V=V1 - V2, a diferença de potencial, a capacidade do sistema é definida então como:

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Considerando o campo elétrico uniforme entre as placas de metal,
E =(V1 - V2)/d e pela lei de Gauss, E = Q/( , podemos expressar a capacitância da forma:

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associação de capacitores;

PARALELO: a diferença de potencial é a mesma em todos os capacitores, logo a carga é distribuída de acordo com as capacitâncias individuais.

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SÉRIE: A carga total é a mesma em cada um dos capacitores, logo a diferença de potencial sobre cada um dos capacitores dependerá da sua capacitância individual.
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Um capacitor de placas paralelas tem uma separação d entre as placas de área A. Uma tira de metal de espessura a é inserida entre as placas, conforme a figura abaixo. Qual a nova capacitância do sistema?

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Solução:

Qualquer carga que surgir nas placas do capacitor, deve induzir uma carga igual e oposta na tira de metal. Consequentemente, a carga total da tira de metal será nula, bem como o campo em seu interior. Assim, podemos descrever o capacitor equivalente como a associação de dois capacitores em série, e obtermos:

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energia do campo elétrico

Para carregarmos um condutor precisamos gastar