Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

C = ε o (A / l ) (19.25)
onde A representa a área das placas e l é a distância entre elas. O parâmetro ε o , chamado
permissividade de um vácuo, é uma constante universal tendo o valor de 8,85 x 10 -12 F/m.
Figura 19.25. Um capacitor de placa paralela (a) quando um vácuo está presente e (b) quando um
material dielétrico está presente. (Fonte: K.M. Ralls, T.H. Courtney e J. Wulff, Introduction to
Materials Science and Engineering. Copyright (c) 1976 por John Wiley & Sons, Inc. Reimpresso
por permissão de John Wiley & Sons, Inc.)
Se um material dielétrico é inserido na região dentro das placas (Figura 19.25b), então
C = ε (A / l ) (19.26)
Onde ε é a permissividade deste meio dielétrico, que será maior em ordem de grandeza do que ε o .
A permissividade relativa ε r , às vezes chamada a constante dielétrica, é igual à razão
ε r = ε / ε o (19.27)
que é maior do que a unidade e representa o aumento na capacidade de armazenamento de carga
por inserção do meio dielétrico entre as placas. A constante dielétrica é uma propriedade material
que é da mais alta consideração para o projeto de capacitor. Os valores de ε r de um número de
materiais dielétricos estão contidos na Tabela 19.4.
Tabela 19.4 Constantes Dielétricas e Resistências Dielétricas para Alguns Materiais Dielétricos.
19.17 – VETORES DE CAMPO E POLARIZAÇÃO
Talvez a melhor abordagem para uma explicação do fenômeno da capacitância é aquela
com a ajuda de vetores campo. Para começar, para cada dipolo elétrico, existe uma separação
entre uma carga positiva e uma carga negativa como demonstrado na Figura 19.26. Um momento
de dipolo elétrico p está associado com cada dipolo da seguinte maneira:
p = q d (19.28)
onde q é a magnitude de cada carga do dipolo e d é a distância de separação entre elas. Na
realidade, um momento de dipolo é um vetor que está direcionado a partir da carga negativa para a
carga positiva, como indicado na Figura 19.26. Na presença de um campo elétrico ξ , que é
também um quantidade vetorial, uma força (ou torque) desempenhará o papel orientar um dipolo
elétrico na direção do campo aplicado; este fenômeno está ilustrado na Figura 19.27. O processo
de alinhamento de dipolo é denominado polarização.
Figura 19.26. Representação esquemática de um dipolo elétrico gerado por duas cargas elétricas
(de magnitude q) separadas pela distância d; o associado vetor polarização p é também mostrado.