grupo 3 CAPACITANCIA

UNIVERSIDADE NACIONAL TIMOR LOROSA’E FACULDADE EDUCACAO ARTES E HUMANIDADE

DEPARTEMENRO DE ENSINO FISÍCA SEMESTRE III/A

ANO LECTIVO 2017 PELO GRUPO 3 NOME DO GRUPO

1. Sonia Henriques do E. Santo 2. Abilio Dwyanto R. dos Santos 3. Adroaldo Osorio Bianco

4. Jose Latera Mesquita 5. Justino Gusmao

6. Octaviano da Silva 7. Orlando da Silva

8. Zaqueo Jose Pereira

CAPITULO IV

TOPICO

Capacitânçia Energia Eletrostática e

Dielétricos



_{Calculo Capacitânçia}



_{combinacao de capacitores em paralelo e em}

serie



_{Energia eletrostatico de um capacitor}

Historicamente, a ideia de seu uso baseia-se na Garrafa de Leiden em 1746 por Pieter van Musschenbroek na cidade de Leiden, na Holanda. Em outubro de 1745, Ewald Georg von Kleist, descobriu que uma carga poderia ser

armazenada, conectando um gerador de alta tensão

eletrostática por um fio a uma jarra de vidro com água, que

estava em sua mão.A mão de Von Kleist e a água agiram como condutores, e a jarra como um dielétrico (mas os detalhes do mecanismo não foram identificados corretamente no

momento).

Von Kleist descobriu, após a remoção do gerador, que ao tocar o fio, o resultado era um doloroso choque. Em uma carta

descrevendo o experimento, ele disse: "Eu não levaria um segundo choque pelo reino de França".

No ano seguinte, na Universidade de Leiden, o físico holandês Pieter van Musschenbroek inventou um capacitor similar, que foi nomeado de Jarra de Leiden. Daniel Gralath foi o primeiro a combinar várias jarras em paralelo para aumentar a capacidade de armazenamento de carga.

Benjamin Franklin investigou a Jarra de Leiden e "provou" que a carga estava armazenada no vidro, e não na água como os outros tinham suposto. Ele também adotou o termo "bateria", posteriormente aplicada a um aglomerados de células eletroquímicas.

Jarras de Leiden foram utilizados exclusivamente até cerca de 1900, quando a invenção das transmissões de rádio em 1899 criou uma demanda por capacitores padrão, e o movimento constante para frequências mais altas necessitavam de capacitores com baixa capacitância.[carece de fontes]

No início capacitores também eram conhecidos como condensadores, um termo que ainda é utilizado atualmente. O termo foi usado pela primeira vez por Alessandro Volta em 1782, com referência à capacidade do dispositivo de armazenar uma maior densidade de carga elétrica do que um condutor normalmente isolado.

Capacitor ou condesador igual com componente eletrico passivo em que funcao para armazenada a carga eletrica,capacitancia com unidade

Farad.

Capacitância é a grandeza elétrica de um capacitor, que é determinada pela quantidade de energia elétrica que pode ser armazenada em si por uma determinada tensão e pela quantidade de corrente alternada que atravessa o capacitor numa determina a frequênçia.

No S.I sua unidade de capacitancia é Coulomb/Volt (C/V), chamado Farad (F), em homenagen ao cientista inglesa Michael Faraday(1791-1867).

onde

C = capacitancia, C/V (farad) Q = carga armazenada ,C

V = diferencia de potencial, Volt

Quando um Coulomb de carga (Q) é acumulado, estabelecendo-se entre os terminais do capacitor uma diferença de potencial (V) de um Volt, dizemos que a capacitância (C) é de um Farad. Por ser uma unidade que fornece valores elevados,

normalmente trabalha-se com os submúltiplos microfarad (μF), nanofarad (nF) e picofard (pF).

Através da equação anterior podemos calcular também a quantidade de carga (Q), em Coulombs, acumulada em um capacitor, dada a sua capacitância (C) em Farads e a tensão (V) sobre ele, em Volts.

Q = C xV V = Q /C

Exemplo:

1) Calcule a carga acumulada em um capacitor de

1000 μF sendo a diferença de potencial entre seus

terminais de 50 V.

Dados ;

V = 50 V

C = 1000 μF

Q = ...?

Q = C xV

Q = 1000.10

-6

F x 50 V

Q = 50000 μC

Q = 50 mC

Calculo de Capacitancia

Calculo de capacitancia como metodo de facilitar para calcular a capacitancia entre os capacitores usando C = Q/V. Ou calcular o campo electrico E, que existe entre as placas de um condutor

caregados com carga oposta pode ser calculada da seguinte maneira. Formula :

C= ε0.A/d

Os fatores que afetam a capacitância são:

 _{a área das placas (armaduras);}

 _{a distância entre as placas (armaduras);}  _{o tipo de dielétrico (isolante).}

Quanto maior for a área das placas, mais carga será acumulada para uma dada tensão; portanto, maior será a capacitância. Quanto mais isolante o meio for, mais cargas serão acumuladas e

Formula :

C = Onde :

C = capacitância (F) = permisibidade do vacuo (F/m)

Ɛ˳

A = Area (m²)

Quando um capacitor esta caregado as

placas contem carga do mesmo valor

absoluto com os sinais opostos –q e +q.

A costante de proporcionalidade C, é

chamado de capacitancia do capacitor. Sua

valor depende da geometria das placas,

mas não depende da carga nem d.d.p. A

capacitancia é uma medida de carga que

precisa acumuladad nas placas para produz

uma certa d.d.p entre eles. Quanto maior a

capacitancia, maior sera a carga

necessaria.

Portanto ,o calculo de capacitancia de um

capacitor a partir da sua forma geometria.

Exemplo :

1) Um capacitor placas plano paralelos

sejam de 10 m

2

de lado,e de um 10 m

a

separação estão eles/ambas.Calcular a

capacitancia de um capacitor.

Dados: A=10 m2

d=10 m

Ɛ˳ =8,85 . 10-12 F/m C=….?

COMBINAÇÕES DE CAPACITORES EM PARALELO E

SERIE

Os capacitores de um circuito às vezes podem ser subtituidos

por um capacitor equivalente, isto é um único capacitor com a

mesma capacitançia que o conjunto de capacitores. Ussando

esse tipo de subtituição podemos simplificar o circuito e

calcular com mais fasilidade os seus parâmetro. Um sistema

de capacitores pode ser substituído por um único capacitor

equivalente. Nos casos em que os capacitores estejam ligados

em série ou em paralelo, é fácil calcular a capacidade que

Combinações

Capacitores em paralelo

Quando uma diferençia de potencial (v) e aplicada a vários

capacitores ligados em paralelo, a diferençia de potencial

(v) e a mesma entre as placas de todos os capacitores é a

carga total (Q) armazenadas nos capacitores é a soma da

das cargas armazenadas individualmente nos capacitores.

Paralelo sigifica que cada placa de um

capacitor esta ligada a uma das placas ao

outros de modo que existe a mesma diferenca

de potencial V, entre as placas dos



_Grafico



Formula :

•Exemplo :

1. Trés capacitores são ligadosem paralelo, a capacitançia do primeiro é expressa por C₁ = 6μF, assim segue C₂ = 2μF e C₃ = 4μF está associação está combinada por um ddp de 24 volt. calcule

a) A capacitançia equivalente (Ceq)

b) A carga (Q) eletrica de cada capacitor.

a).C_eq = C_{1 +} C_{2 +} C₃

= 6μF+2μF +4μF = 12 μ F

b)V= 24 V Q₁=C₁ . V

= 6 μF. 24 V = 144 μC

Q₂= C_{2 .}V

= 2μF. 24 V

= 48 μC Q₃= C₃ . V

= 4 μF. 24 V

= 96 μC

Combinacão de capacitor em serie

Uma ligação em série de capacitores diminui a

capacitância total porque efetivamente aumenta o

espaçamento entre as placas. A carga armazenada no

capacitor equivalente é a mesma que em cada um dos

capacitores em série.

Serie significa que os capacitores sao ligados em

sequencia, um apos o outro, e uma diferenca de

Formula :



_{Para determinar a capacitancia equivalente de sua}

associação de dois ou mais capacitores utilizamos a

seguinte relação matematica:



_Exemplo:

1. Três capacitores são ligados em série, a

capâcitancia do primeiro é expressa por C

₁

=5

assim segue C

₂

= 3 e C

₃

= 7 esta associação esta

combinada por uma ddp de 12 V. calcule

A) a capacitância equivalente (ceq).

B) a carga (Q) de cada capacitor.

Solução:

a)

= + +

=

1,478

b)

Q = const; Q1= Q2= Q3

C =

C) Capacitor 1 → U = = 3,6V

Capacitor 2 → U = 5,9 V

ENERGIA ELÉTROSTATICA DE UM CAPACITOR

É o processo de transferencia de carga para um capacitor.

Grafico:

Formula :

U =

exemplo :

1. um capacitor plano de capacitância 5 recebe uma

carga eletrica de 40 .Determine a d.d.p entre as

armaduraas do capacitor..

Dados :

C = 5

q = 40

U =

ENERGIA DO CAMPO ELÉTROSTATICO.

Durante o proceso de carregamento de um capacitor, um

campo eletrico é produzido entre as placas. O trabalho

necessario para carregar o capacitor pode ser idealizado como o

trabalho necessario parar gerar essse campo eltrico.isto é pode

ser imaginar a energia armazenada em capacitor como a energia

armazenada no campo eletrico, que é chamada de energia do

eletrostatico.

Considera um capacitor de placas paralelas.Pode –se

relacionar a energia armazenada no capacitor a Resistencia E do

campo eletrico entre as placas .A diferensa de potensial entre as

placas é relacionada ao campo eltrico p=E.d, onde d é a distância

de separação das placas.A capacitancia é expressa por .

A energia armazenada

DIELÉTRICOS

Os dielétricos também são chamados de isolantes, pois não há possibilidade de passagem de corrente elétrica através desses materiais.Os dielétricos são objetos capazes de impedir a passagem da corrente elétrica por um condutor metálico. A borracha e a madeira são exemplos de dielétricos.

Os dielétricos são usados nos condensadores, também conhecidos como capacitores, com a finalidade de separar fisicamente suas placas de carga positivo e carga negativo.

Se o espaco entre as placas de um capacitoer é totalmente

preenchido por um material dielectrico, a capacitancia e

multiplada por um fator K, conhecido como constante

dielectrica que varia de material para material. Os efeitos

da presenca de um dieletrico podem ser explicados em

termos da acao de um campo electrico sobre os dipolos

eletricos permanentes ou induzidos no dieletrico.

O resultado é a formacao de cargas induzidas nas

superficies dieletricos. Essas cargas tornam o campo no

interior do dieletrico menor que o campo que seria

produzido na mesma regiao pelas cargas livres das

Exemplo

1. dois fios que fazem uma relacao para fornecem

energia.

ENERGIA DO CAMPO ELÉTROSTATICO.

Durante o proceso de carregamento de um capacitor, um campo eletrico é produzido entre as placas. O trabalho necessario para carregar o capacitor pode ser idealizado como o trabalho necessario parar gerar essse campo eltrico.isto é pode ser imaginar a energia armazenada em capacitor como a energia armazenada no campo eletrico, que é chamada de energia do eletrostatico.

Considera um capacitor de placas paralelas.Pode –se relacionar a energia armazenada no capacitor a Resistencia E do campo eletrico entre as placas .A diferensa de potensial entre as placas é relacionada ao campo eltrico p=E.d, onde d é a distância de separação das placas.A capacitancia é expressa por .

A energia armazenada

DIELÉTRICOS

Os dielétricos também são chamados de isolantes, pois não há possibilidade de passagem de corrente elétrica através desses materiais.Os dielétricos são objetos capazes de impedir a passagem da corrente elétrica por um condutor metálico. A borracha e a madeira são exemplos de dielétricos.

Os dielétricos são usados nos condensadores, também conhecidos como capacitores, com a finalidade de separar fisicamente suas placas de carga positivo e carga negativo.

Se o espaco entre as placas de um capacitoer é totalmente preenchido por um material dielectrico, a capacitancia e multiplada por um fator K, conhecido como constante dielectrica que varia de material para material. Os efeitos da presenca de um dieletrico podem ser explicados em termos da acao de um campo electrico sobre os dipolos eletricos permanentes ou induzidos no dieletrico.

O resultado é a formacao de cargas induzidas nas

superficies dieletricos. Essas cargas tornam o campo no interior do dieletrico menor que o campo que seria

produzido na mesma regiao pelas cargas livres das

Exemplo

1. dois fios que fazem uma relacao para fornecem

energia.