Instituto Tecnológico do Sudoeste Paulista
Faculdade de Engenharia Elétrica – FEE
Bacharelado em Engenharia Elétrica
Aula 8
Capacitância, Energia Eletrostática de um
Capacitor, Dielétricos e Capacitores
Física Geral e Experimental III
Prof. Ms. Alysson Cristiano Beneti
IPAUSSU-SP
2012
Capacitor
Dispositivo criado para armazenar energia
elétrica. Dois condutores isolados entre si e
do ambiente, formam um capacitor.
Capacitor
Capacitores ou condensadores são elementos elétricos
capazes de armazenar carga elétrica e, conseqüentemente,
energia potencial elétrica.
Podem ser esféricos, cilíndricos ou planos, constituindo-se de dois
condutores denominados armaduras que, ao serem eletrizados,
armazenam cargas elétricas de mesmo valor absoluto, porém de sinais
contrários.
É constituído por duas placas iguais, planas e paralelas que, ao
serem conectadas a um gerador, adquirem cargas elétricas,
como mostra a figura.
q  C.V
Carga
armazena
da pelo
capacitor
Farad  F
Diferença de
potencial entre
as placas
Capacitância
Coulom b (Unidade F – Farad)
F
Volt
Um circuito elétrico tem uma fonte de 24V ligada a
um capacitor de 47F. Calcule a carga elétrica
armazenada no capacitor e faça o esquema do circuito
elétrico.
q  C.V
6
q  47.10 .24
q  1,128m C
Em um capacitor de placas planas paralelas,
a capacitância é dada por:
A
C  k . 0 .
d
Capacitância
Constante Dielétrica
(tabelada)
Permissividade
elétrica no
vácuo
Área da
placa
Distância
entre as
placas
Capacitância (C)
Valores para a constante dielétrica k
Calcular a capacitância de um capacitor de placas
paralelas se as dimensões de cada placa retangular são
1x0,5cm, e se a distância entre placas é de 0,1 mm. O
dielétrico é o ar. Calcular a capacitância se o dielétrico for
o poliestireno ao invés do ar.
Tabelado
k AR  1
k POLIESTIRE NO  2,5
A
C  k AR . 0 .
d
0,01.0,005
a )C  1.8,85.10 .
0,0001
C  4,425pF
12
A
C  k POLIESTIRE NO . 0 .
d
12 0,01.0,005
a )C  2,5.8,85.10 .
0,0001
C  11,06 pF
A energia potencial elétrica armazenada por
um capacitor é dada por:
C.V
U
2
2
2
q
 U 
2.C
Energia
Potencial
Elétrica
Carga
Capacitância
Unidade: J ( Joule)
Um capacitor de 220nF é alimentado com uma fonte de
12V. Calcule a energia potencial elétrica armazenada
neste dispositivo.
2
C.V
U
2
9
2
220.10 .12
U
2
5
U  1,584.10 J
1
Ceq 
1
1
1
1


 ... 
C1 C2 C3
Cn
q1  q2  q3  ...  qn
Vtotal  V1  V2  V3  ...  Vn
qtotal q1  q2  q3  ...  qn
V1  V2  V3  ...  Vn
Calcule a capacitância equivalente das associações
abaixo:
Ceq  47   100   33
Ceq  180 F
1
Ceq 
1
1
1


6
6
47.10
100.10
33.106
Ceq  16,24F
Rigidez dielétricaporcelana 4KV / mm
kmica  6
k porcelana  6,5
Respost as
3. Paralelo
180F
V1  V2  V3  10V
Série
16,24F
V1  3,46V ;V2  1,62V ;V3  4,92V
Respost as
1.a )2,25.109 C
b)90 pF
c )1,125.108 C
2.d  0,402675m m
V  1610,7V
Resposta
4)1,5.104 C