Dieletricos

Dielétricos

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1.0 Capacitor com um Dielétrico
Quando você preenche o espaço entre as placas de um capacitor com um material isolante, como óleo mineral ou plástico, o que acontece com a capacitância? Michael Faraday foi quem primeiro investigou, em 1837, o efeito obtido ao preencher o espaço entre as placas com tais materiais. Foi ele quem criou todo o conceito de capacitância e também deu nome à sua unidade (SI). Usando aparatos simples, ele determinou que a capacitância aumentava por um fator numérico k, que ele chamou de constante dielétrica do material introduzido. A Tabela 2 mostra alguns materiais dielétricos e suas respectivas constantes dielétricas. A constante dielétrica do vácuo, por definição, é igual a um. A medida da constante dielétrica do ar é apenas um pouco maior que um; geralmente a diferença é insignificante. Isto se deve ao fato do ar ser, na maioria das vezes, um espaço vazio.
O dielétrico também produz um efeito que limita a diferença de potencial que pode ser aplicada entre as placas com um certo valor Vmáx. Se este valor for ultrapassado substancialmente, o material dielétrico romperá e produzirá uma descarga elétrica formando uma trajetória condutora entre as placas. Todo material dielétrico possui como característica uma rigidez dielétrica que é o valor máximo do campo elétrico que o material pode tolerar sem haver ruptura no poder isolante. Alguns destes valores estão listados na Tabela 2.
Pode-se dizer que a capacitância de todos os tipos de capacitores pode ser escrita sob a forma

(25)

onde L, que tem dimensão de comprimento, depende da geometria das placas do capacitor. L = A/d para um capacito r de placas paralelas e L = 4.π.a.b/(b - a) para um capacitor esférico. De acordo com a descoberta de Faraday, que com um dielétrico preencheu completamente o es­paço entre as placas, a Eq. 25 torna-se

(26) onde Car é o valor da capacitância, com o ar preenchendo o espaço entre as