Relatório de Capacitores

Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Mecânica
Graduação em Engenharia Aeronáutica
Física Experimental II – Prof. Dr. Ademir Cavalheiro

EXPERIMENTO III
Capacitor

Luis Henrique Rodrigues da Silva 11411EAR005

Uberlândia, 22 de maio de 2015

INTRODUÇÃO

Na eletrônica, é necessário muitas vezes armazernar energia potencial a fim de descarregá-la num breve intervalo de tempo, assim como se faz na mecânica por meio do esticamento de uma mola. Um exemplo prático que pode ser citado está no uso do desfibrilador, uma vez que cerca de 100kW são requeridoos para reanimar o coração do paciente. Ou seja, tal energia precisa ser armazenada previamente e descarregada num determinado instante. Para isso, utiliza-se o equipamento denominado capacitor.
Um capacitor pode ter formas variadas, sendo a mais comum aquela constituída por duas placas condutoras paralelas de área A e com uma distância d entre elas, tal que d<<<A. As placas são carregadas com cargas iguais mas de sinais opostos (+q e –q), gerando um campo E entre elas e uma diferença de potencial V, tal que:

𝑉f − 𝑉i = 𝐸0 ∗ 𝑑

(1).

Sabe-se que V e q são grandezas proporcionais, cujo inverso da constante de proporcionalidade é chamado capacitância (C), e pode ser determinado as equações (1) e (2) a seguir:

𝐸=

𝜎
𝜀0

(2), onde 𝜎 é a densidade superficial de carga e 𝜀0 é a permissividade

elétrica no vácuo.
𝑞

𝜎

Como, 𝜎 = 𝐴, então: 𝑉 = 𝐸0 ∗ 𝑑 = 𝑑 ∗ 𝜀 = 𝜀
0

𝐶0 =

𝐴∗𝜀0
𝑑

𝑑
0

1

∗ 𝑞 = 𝐶 ∗ 𝑞. Ou seja,
∗𝐴
0

(3).

Por meio de medições experimentais de valores aleatórios de d e com auxílio de uma capacitímetro, é possível encontrar a permissividade elétrica no vácuo. Se um isolante contendo dielétricos for inserido entre as placas do capacitor, um campo elétrico interno será criado, o qual se opõe ao campo original 𝐸0 . Assim, a equação de campo elétrico será:
𝐸 = 𝐸0 − 𝐸𝑖 =
𝑉=

𝐸0 ∗𝑑 𝑉0
𝑘

𝐸0
𝑘

, onde k é a constante dielétrica do material. Utilizando

𝑞

= 𝑘