Capacitância e Capacitores: Propriedades e Aplicações

Capacitância e capacitores Apresentação Nesta Unidade de Aprendizagem vamos estudar os Capacitores e a sua característica primordial a Capacitância Estes componentes apresentam diferentes formas e tamanhos Porém possuem características em comum são formados por placas metálicas separadas por uma certa distância A função de um capacitor é armazenar carga elétrica mediante uma diferença de potencial ou tensão Delta V O armazenamento da carga ocorre nas suas placas metálicas Uma vez que ocorra o carregamento deste capacitor podese desconectar a bateria e ter durante algum tempo uma tensão atuando no circuito no qual ele está conectado Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Estabelecer as propriedades de um capacitor Determinar a capacitância na associação de capacitores em circuitos elétricos Investigar as propriedades físicas de um capacitor Desafio Rodrigo um aluno matriculado nas disciplinas de Astrofísica Básica e Física vê seu professor de Astrofísica comentar que uma estrela de nêutrons pode ser considerada como um dipolo elétrico O professor argumenta estas estrelas possuam camadas de momentos de dipolo elétrico em suas superfícies Se uma estrela de nêutrons com 100km de raio tivesse uma camada dotada de momento de dipolo elétrico de 1cm de espessura com densidades de carga de em suas superfícies como ilustrado na figura Surgem então as perguntas a Qual seria a capacitância dessa estrela b Qual seria a energia potencial elétrica armazenada na camada dipolar da estrela de nêutrons Infográfico No infográfico mostramos o comportamento do potencial elétrico através das curvas de nível em duas representações diferentes Além disso indicamos as linhas de campo elétrico Conteúdo do livro A Capacitância é a capacidade de um dispositivo de armazenar carga perante a aplicação de um potencial Um Capacitor é um dispositivo com inúmeras aplicações e que têm como característica principal a capacitância Mesmo sem existir tensão aplicada sobre um capacitor este pode fornecer uma certa tensão para o circuito O livro Física Uma Abordagem Estratégica de Randall D KNIGHT contém uma seção dedicada aos capacitores e sua capacitância Comece na seção 305 Capacitância e Capacitores RANDALL D KNIGHT RANDALL D KNIGHT VOLUME 3 ELETRICIDADE E MAGNETISMO K71f Knight Randall D Física 3 recurso eletrônico uma abordagem estratégica Randall Knight tradução Manuel Almeida Andrade Neto 2 ed Dados eletrônicos Porto Alegre Bookman 2009 Editado também como livro impresso em 2009 ISBN 9788577805532 1 Física 2 Eletricidade 3 Magnetismo I Título CDU 537 Randy Knight leciona Física básica há 25 anos na Ohio State University EUA e na Califórnia Polytechnic University onde atualmente é professor de física O professor Knight bacharelou se em Física pela Washington University em Saint Louis e doutorouse em Física pela Univer sity of Califórnia Berkeley Fez pósdoutorado no HarvardSmithsonian Center for Astrophy sics antes de trabalhar na Ohio State University Foi aí que ele começou a pesquisar sobre o ensino da física o que muitos anos depois o levou a escrever este livro Os interesses de pesquisa do professor Knight situamse na área de laser e espectroscopia com cerca de 25 artigos de pesquisa publicados Ele também dirige o programa de estudos am bientais da Cal Poly onde além de física introdutória leciona tópicos relacionados a energia oceanografia e meio ambiente Quando não está em sala de aula ou na frente de um compu tador o professor Knight está fazendo longas caminhadas remando em um caiaque tocando piano ou usufruindo seu tempo com a esposa Sally e seus sete gatos Sobre o Autor Catalogação na publicação Renata de Souza Borges CRB101922 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem Na Biblioteca Virtual da Instituição você encontra a obra na íntegra Dica do professor Neste vídeo temos exploradas as características de um capacitor através de um simulador muito divertido Também trazemos da medicina uma ótima forma de utilização para os capacitores Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Exercícios 1 Dois eletrodos quadrados de alumínio 20cmx20cm de estão espaçados por 05mm Os eletrodos estão conectados a uma bateria de 100V a Qual é a capacitância correspondente b Quanto vale a carga em cada eletrodo A C51pF e Q051nC B C97pF e Q097nC C C313pF e Q0313nC D C708 pF e Q0708 nC E C445pF e Q0445nC 2 O interruptor que conecta uma bateria a um capacitor de 10μF é fechado Vários segundos mais tarde você descobre que as placas do capacitor estão carregadas com 30μC Qual é a força eletromotriz ε da bateria usada A ε6 V B ε5V C ε3V D ε8V E ε 10V 3 Você precisa de uma capacitância de 50μF mas não dispõe de um capacitor de 50μF Você possui um capacitor de 30μF aVocê ligaria os dois capacitores em paralelo ou em série bDe que capacitor adicional você precisa para produzir a capacitância total de 50μF A Em série 20μF B Em paralelo 30μF C Em paralelo 40μF D Em série 50μF E Em paralelo 20μF 4 Você precisa de uma capacitância de 50μF mas não dispõe de um capacitor de 50μF Você possui um capacitor de 75μF a Você ligaria os dois capacitores em paralelo ou em série b De que capacitor adicional você precisa para produzir a capacitância total de 50μF A Em série 20μF B Em série 90μF C Em série 150μF D Em série 200μF E Em série 120μF Inicialmente o interruptor S da figura está aberto e o capacitor descarregado Que quantidade de carga fluirá através do interruptor após ele ser fechado 5 A 24 μC B 12 μC C 15 μC D 5 μC E 7 μC Na prática Acompanhe um exemplo prático sobre capacitores Os capacitores são componentes largamente usados na indústria eletrônica Uma de suas aplicações é tornar um circuito mais estável a quedas no fornecimento de energia externa Quando temos um circuito alimentado pela energia elétrica disponível em uma tomada a presença de um capacitor pode fornecer energia mesmo na queda da energia elétrica externa através de sua carga armazenada por alguns instantes Outro uso muito comum de capacitores em aparelhos de áudio como rádios e amplificadores se apresenta na forma de filtros de frequência Dessa maneira podemos separar baixas som grave ou altas frequências som agudo para altofalantes específicos utilizando determinados tipos de capacitores Na prática devemos sempre utilizar um multímetro para o trabalho diário com estes componentes Com o multímetro podemos verificar a tensão armazenada bem como medir a resistência do capacitor A medida de resistência resulta em um valor muito baixo ou próximo de zero é um indício de um capacitor danificado No item Saiba você tem acesso a algumas fontes de estudo como trechos de livros e alguns vídeos Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor Capacitores Me Salva Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Capacitores Conceito Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Capacitor o que é para que serve tipos e aplicação Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar