Capacitância

FÍSICA (ELETROMAGNETISMO)
CAPACITÂNCIA
Neste capítulo, vamos introduzir um dos elementos de circuito mais fundamentais, os capacitores, que são responsáveis por armazenar energia elétrica num circuito. Os capacitores são utilizados em uma variedade de circuitos elétricos, por exemplo para sintonizar frequências de rádio e para armazenar energia em dispositivos eletrônicos. Um capacitor consiste de um sistema de dois condutores, cada um carregado com a mesma quantidade de cargas elétricas, mas de sinais opostos, separados por um material isolante. A capacitância de um dado capacitor depende de sua geometria e do material — chamado dielétrico — que separa os condutores.

Figura 1 - Dois condutores isolados em do outro e de seu ambiente formam um capacitor. Quando um capacitor está carregado, os condutores têm cargas de mesmo módulo mas sinais opostos. (Fonte: Halliday)

1 DEFINIÇÃO DE CAPACITÂNCIA
Capacitor plano

Consideremos um par de placas metálicas planas e paralelas, carregadas com cargas +q e -q (Figura 2) após estarem ligadas aos terminais de uma bateria, por exemplo. Se a distância d entre as placas é muito menor que as dimensões das placas, podemos tratá-las, com boa aproximação, como se fossem planos infinitos, desprezando os “efeitos de borda” nas extremidades dos planos.

Figura 2 - Seção transversal de um capacitor de placas paralelas carregado. Em geral, para o cálculo da capacitância desprezamos os efeitos de borda e campos externos (Fonte: Serway)

O campo elétrico entre as placas pode ser considerado uniforme e é dado por

onde σ = q/A é a densidade superficial de cargas e A é a área das placas. A diferença de potencial V entre as placas é

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Prof. Dr. Sergio Turano de Souza

pois E aponta no sentido da placa positiva para a negativa. Logo,

é proporcional ao módulo da carga q das placas. Essa proporcionalidade vale para qualquer par de condutores (independe da forma) entre os