Capacitor

É um componente 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 a forma de suas armaduras. Assim temos capacitor plano (Fig-1), capacitor cilíndrico (Fig-2), capacitor esférico etc. O dielétrico pode ser um isolante qualquer como o vidro, a parafina, o papel e muitas vezes é o próprio ar. Nos diagramas de circuitos elétricos o capacitor é representado da maneira mostrada na Fig-3

Tipos de capacitores

Processos de carga de um capacitor

Na figura abaixo o gerador passa a retirar elétrons da armadura A, que vai se eletrizando positivamente, e introduz elétrons na armadura B.

Processos de carga de um capacitor

O processo de carga do capacitor se encerra quando potencial da armadura A iguala-se ao potencial do pólo positivo do gerador e o potencial da armadura B iguala-se ao potencial do pólo negativo, ou seja quando o equilibrio eletrostático é atingido. Por isso encerrado o processo de carga, a diferença de potencial U entre as armaduras é igual à força eletromotriz ε do gerador e a corrente elétrica no circuito tem intensidade igual a zero.

Capacitância

Capacitância do capacitor: É a medida da capacidade de armazenamento de um capacitor.

Q: quantidade de cargas armazenadas em cada placa do capacitor.

U: DDP

)/( FaradVCU

QC

Energia potêncial eletrostática de um capacitor

A energia eletrostática de um capacitor (Ep) é a soma das energias potenciais calculadas em suas duas armaduras, podendo ser definido como:

Capacitor plano

A capacitância de um capacitor, é uma constante característica do componente, assim, ela vai depender de certos fatores próprios do capacitor. A área das armaduras, por exemplo, influi na capacitância, que é tanto maior quanto maior for o valor desta área. Em outras palavras, a capacitância C é proporcional à área A de cada armadura, ou seja:

CA

Capacitor plano

A espessura do dielétrico é um outro fator que influi na capacitância. Verifica-se que quanto menor for a distância d entre as armaduras maior será a capacitância C do componente, isto é:

C1/d Este fato também é utilizado nos capacitores modernos, nos quais se usam dielétricos de grande poder de isolamento, com espessura bastante reduzida, de modo a obter grande capacitância.

Capacitor plano

Associação de capacitores: Em série

Capacitores associados em série armazenam cargas iguais

A diferença de potencial entre os terminais de associação é a soma das diferenças de potencial nos diversos capacitores :U=U1 + U2 + U3…

+ - + - + -

C1 C2 C3

Associação de capacitores: Em série

Para a determinação do capacitor equivalente usaremos:

Quando forem dois capacitores podemos usar o produto pela soma:

Associação de capacitores: Em série

Quando n capacitores de capacitâncias iguais a C estão associados em série, temos:

Ceq= C/n

Associação de capacitores: Em paralelo

Na associação em paralelo a carga total Q estabelecida na associação é a soma das cargas de todos os capacitores:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + …OBS.: Capacitores associados em paralelo

submetem-se à mesma diferença de potencial.

+ -+ -+ -

C1

C2

C3

Associação de capacitores: Em paralelo

Para a determinação do capacitor equivalente basta somar as capacitância do circuito.

Ceq = C1 + C2 + C3