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AULA 13: CAPACITÂNCIA
e paralelas separadas por uma distância d; a figura 13.1c mostra os vários tipos de
capacitor comumente usados.
OBJETIVOS
DEFINIR CAPACITÂNCIA E ESTUDAR SUAS PROPRIEDADES
CALCULAR A CAPACITÂNCIA EQUIVALENTE DE ASSOCIAÇÕES DE CAPACITORES
13.1 CAPACITÂNCIA
Um condutor isolado, quando carregado com uma carga Q , gera um
potencial elétrico que é proporcional à carga e depende também da forma e das
dimensões do condutor. Como as cargas elétricas no condutor se alojam na sua
superfície, quanto maior for a área do condutor, mais carga ele pode alojar para
produzir um dado potencial. A relação entre a carga do condutor e o potencial
gerado por ela, é denominada capacitância do condutor:
Q
C = (13.1)
V
Por exemplo, um condutor esférico gera um potencial em pontos fora dele,
situados à distância R do condutor, que é dado por:
e a capacitância deste condutor é:
V =
1
4πε
0
Q
R
Q
= 4πε R
V
C =
0
Esse exemplo nos mostra que a capacitância é uma propriedade
associada à geometria do condutor e ao meio que ele se situa.
A unidade de capacitância no SI é o Farad (F), assim denominado em
homenagem a Michael Faraday.
13.2 CAPACITORES
1C
1F
= .
1V
Um capacitor é um sistema constituído de qualquer par de condutores
isolados e carregados com cargas de sinais opostos, como mostra o esquema das
figuras 13.1a. A figura 13.1b mostra um capacitor formado por duas placas planas
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Figura 13.1. (a) Um capacitor constituído por dois condutores isolados e carregados;
(b) um capacitor de placas planas e paralelas; (c) alguns tipos de capacitores disponíveis
comercialmente.
A importância dos capacitores está principalmente na propriedade
de armazenar carga elétrica, bem como de criar campos elétricos com a
simetria desejada.
A grandeza que define as propriedades do capacitor é a capacitância, que
mede a capacidade que ele tem para armazenar carga elétrica. De acordo com a
equação 13.1:
Q
C = . ∆V
em que, neste caso, Q é o módulo da carga elétrica líquida no conjunto de
condutores e ∆ V é o módulo da diferença de potencial entre eles.
Consequentemente, a capacitância C é sempre positiva.
Os capacitores usuais tem capacitâncias da ordem de microfarads,
−6
1µ F = 1×
10 F .
EXEMPLO 13.1
Calcule a capacitância de um capacitor formado por placas planas e paralelas de
área A separadas pela distância L no vácuo (Figura 13.2).
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