Aula 4_1
Capacitores
Física Geral e Experimental III
Prof. Cláudio Graça
Capítulo 4
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Guias e Dicas
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Encontrar documentos
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Pesquisar documentos Store
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Videoaulas
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Quiz
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Pergunte à comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Ranking universidades
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Os eBooks que salvam estudantes!
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
Capacitores: Definição, Carga e Cálculo de Capacitância, Notas de estudo de Cálculo
Este documento, parte de uma aula da disciplina de física geral e experimental iii, aborda a definição de capacitor, como ele armazena carga elétrica, exemplos de cálculo de capacitância e aplicação deles em diferentes formas geométricas, como capacitores de placas paralelas, cilíndricos e esféricos. Além disso, é apresentada a fórmula para cálculo da capacitância e aplicação da lei de gauss.
Tipologia: Notas de estudo
2022
1 / 26
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Documentos relacionados
Pré-visualização parcial do texto
Baixe Capacitores: Definição, Carga e Cálculo de Capacitância e outras Notas de estudo em PDF para Cálculo, somente na Docsity!
Aula 4_1Capacitores
Física Geral e Experimental IIIProf. Cláudio GraçaCapítulo 4
-^
Definição da Capacitância: capacitor e suacapacitância
-^
Carga de um capacitor
-^
Exemplos de Cálculo da Capacitância
- (1) Capacitor de Placas Paralelas• (2) Capacitor Cilíndrico •^
(3) Capacitor esférico
-^
(4) Esfera Isolada
-^
Dimensões da capacitância
Capacitores
Diferentes formasde capacitoresAplicação!
Capacitoresde grandesdimensões
Capacitores
O queO
que é
é capacitor?
capacitor?
^
É umÉ
um componente
componente que
que
armazena cargaarmazena
carga el
elé
étrica trica.
.
^
Normalmente,Normalmente
, est está
á
presente empresente
em todos
todos
componentes,componentes
, mas mas é
é uma
uma
propriedadepropriedade fundamental
fundamental
dos capacitoresdos
capacitores
..
^
O capacitor bO capacitor
bá
ásicosico tem
tem
duas placasduas
placas planas
planas
isoladas com umisoladas
com um
dielédiel
étricotrico.
.
Circuitos elementares
Os circuitos elementares são constítuidos de elementos com funções independentescujas propriedades elétricas na Física III, são estudadas como resistivas,capacitivas e indutivas....outros elementos como os diodos tríodos etc..podem serentendidos a partir dos primeiros.
Exemplo de um Circuito
C
R
O que é um capacitor?
Q V
C
=
Qualquer corpo que armazene carga independenteda sua função possui uma capacitância!Exemplos:
CapacitoresResistoresIndutoresCondutoresDiodosTríodosLinhas de transmissãoTransformadoresEtc.
Unidade: F = C/V (Farad)
Capacitância
Carga de um capacitor
•^
Fechando S se aplica V em C, (não imediatamente)
e os e
-s
movem-se do terminal -V para a placa inferior, induzindocarga positiva na placa superior
V
R
C
S
-^
A resistência R limita a corrente e a capacitância a carga totalportanto: O tempo característico do processo de carga docapacitor, depende do produto RC, cuja unidade é s.
+ + + +- - - -
Carregando um capacitor...
-^
Enquanto V > V
c^
, os e
-s
movem-se
para o capacitor e a carga positivaé induzida...
C é a capacitância em Farad (F)
Quando V = V
c^
, C atinge a carga
plena
-^
Qualquer Carga sempre
V
Q = CV
V
<VC
V
=VC
**- -
- -**
+ + + + ++++++---------
a b^
L
Q^ V
C
Δ ≡
-^
Um capacitor é um dispositivo formado pordois condutores separados e carregadoscom uma carga +Q e –Q respectivamente.
-^
A capacitância é definida como sendo arelação entre o valor da carga em umadas placas e a diferença de potencialentre as duas placas.
CÁLCULO DA CAPACITÂNCIA
d
A
+Q-Q
C
a^
b
+Q -Q
a
b
+Q
-Q
Capacitor de placas planas
-^
A capacitância depende unicamente dasdimensões do capacitor (A,d).
0
0
Q A
E
ε
= σ ε =
A d
Q V
C
ε^0
≡
d
A
Q l d E V V
0
B A
A
B
r
r
Para aplicar a Lei de Gauss envolve-seuma das placas com uma gaussiana,como mostra a figura.
o
o
A E
A
Q
EA
A
d
E
σ^ ε
ε
Φ
r
r
Capacitor Cilíndrico
-^
Calcular a capacitância
-^
Considere as cargas +Q, e -Qnas superfícies cilíndricas,cuja diferença de potencial é V
.
a b^
L
r
Dados: raio interno = a
raio externo = bcomprimento = L
Mesma metodologia:calcular o campo elétrico,integrar para obter adiferença de potencial eobter o valor da carga
E
Lei de Gauss
Δ V Q
∫^
⋅^
S d E
r
r
σ ∫ =^
dA
Q
Capacitor Cilíndrico
-^
Cálculo da capacitânciao campo elétrico será:
E
Q
rL
Considerando que a placa interna possui uma carga +Q epotencial V e o potencial da placa externa é nulo em r = b:
C
Q V
L b a
≡^
=
⎛⎜^ ⎝
⎞⎟⎠
2
0 πε ln
a b^
L
r
-^
V
E
dl
Edr
Q
rL
dr
Q
L
b a
a b
a b
b a
∫^
∫^
⎛⎜^ ⎝
r^
r
0
0
πε
πε
ln
Novamente: dependesó da geometria (a,b,L).
-^
O cálculo da capacitância segue a mesmalógica anterior, iniciando com a aplicaçãoda Lei de Gauss, para obter o campoelétrico entre as placas:
V
E r dr
Q
dr r
Q
r
Q
a^
b
b a
b a
b a
∫^
⎡−⎢^ ⎣
⎤ ⎥^ ⎦
⎛⎜^ ⎝
0
2
0
0
πε
πε
πε^ a ab b
4
1 b (^41) a
Q V
C
0
0
−
πε
⎞ ⎟ ⎠
⎛^ ⎜ ⎝
πε −
=
≡
a
b
+Q
-Q
Capacitor Esférico
-^
O capacitor esférico é formado porduas cascas esféricas de raios a e b,respectivamente, com carga +Q e -Q.
2
ro
Q
E
Gaussiana