CONDENSADOR. Capacidade eléctrica O potencial eléctrico de um condutor esférico de raio R, e carga eléctrica Q:

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1 CONDENSADOR Capaciae eléctrica O potencial eléctrico e um conutor esférico e raio R, e carga eléctrica : 1 4 R cont. 4 R te C A carga e o potencial são granezas irectamente proporcionais. C epene apenas a área o conutor e a sua permissiviae eléctrica. C é uma constante e proporcionaliae enominaa capaciae eléctrica o conutor. UNIDADES C C F Faraay F Faraay é a capaciae eléctrica e um conutor isolao que fica ao potencial e 1, quano possui a carga e 1C. 1

2 DESCRIÇÃO O inutor A tem capaciae inicial e C A e, ao ser ligao ao pólo positivo e uma bateria atinge o equilíbrio electrostático quano o potencial eléctrico e ambos se iguala. A =C A A Desliga-se agora o inutor A a bateria e aproxima-se o inuzio B. O potencial eléctrico o inutor iminui logo a sua capaciae eléctrica aumenta A < A => C A >C A Liga-se novamente o inutor A ao pólo positivo a bateria. O equilíbrio eléctrico será restabelecio quano o potencial eléctrico o inutor sofrer um aumento até atingir novamente A. C A >C A => A = A C A > A Logo houve um aumento a carga eléctrica positiva o conutor A sem haver aumento e potencial eléctrico, a que se chama conensação eléctrica. Desliga-se novamente o inutor A a bateria e ligase o inuzio à terra. 2

3 Consequência á uma nova quea e potencial no inutor A logo um aumento a capaciae eléctrica. A < A => C A >C A Torna-se a ligar o inutor A à bateria. O seu potencial eléctrico irá aumentar mais uma vez até ao valor A. C A > C A => A = A C A > A A conensação eléctrica aumenta: 1. quano se aproxima outro conutor (inuzio) no estao neutro 2. quano se liga o inuzio à terra 3. quano se interpõe um isolaor entre os ois conutores. uano as placa estão ligaas a uma bateria, há transferência e carga e um conutor eléctrico para outro, até que a iferença e potencial entre os ois conutores seja igual á iferença e potencial entre os terminais a bateria. A carga que está a armazenar no conensaor é a carga transportaa pela corrente eléctrica: i( t) q( t) t Carga o conensaor é o processo e fazer o com que armazene carga e energia eléctrica, criano uma..p. entre as suas armauras. 3

4 Conjunto e 2 conutores e o isolaor (ieléctrico) entre os conutores chama-se e conensaor SÍMBOLOS Capaciae constante Capaciae variável Jarra e Leien O mais antigo conensaor e capaciae constante é a garrafa e Leien. Leien era a ciae Holaensa one ensinava Musschenbroek ( ) que estuou a escargas os primeiros conensaores. Conensaor e capaciae variável A capaciae poe ser variaa em função a variação a superfície e inução mútua. 4

5 Conensaor plano Relembrao: O potencial => 1 4 O campo eléctrico => O Fluxo => S 1 u assim 4 E 2 Es E S placa E S placa A capacitância: placa placa C logo C F S E S placa S placa =A útil 5

6 Conensaor esférico O conensaor será a armaura colectora, esfera A e a armaura conensaora, esfera B e, o ielétrico terá a permitiviae eléctrica e. C AB AB A A El B B Er E é o campo num ponto qq entre as uas esferas é raial logo l=r ou AB = arma.colect. - arma.con. = A - B AB = 4 RA RB 4 RA RB 6

7 Gráfico Ex Linhas e força Gráfico x Conensaor cilinrico 7

8 Associação e conensaores SÉRIE A armaura conensaora o primeiro está ligaa á armaura colectora o seguno etc. A..p. total é a soma a..p. em caa um os conensaores logo Somam-se n 1 1 os inversos as capaciaes : C Ceq i 1 1 8

9 PARALELO As armauras a mesma espécie estão ligaas entre si e aos pólos o mesmo geraor que os carrega simultaneamente. A..p. é a mesma para toos os conensaores. C=C 1 +C 2 +C 3 C eq C i n i 1 Esta associação interessa para obter granes capaciaes. O caso e os conensaores inustriais. Energia potencial electrostática De um conutor é: 1 E p 2 Para o conensaor one =C E p 1 C 2 2 A energia libertaa por um conensaor urante a escarga é precisamente a sua energia potencial electrostática. 9

10 Inução electrostática Estuámos anteriormente que: o vector campo eléctrico é nulo no interior o conutor e que os portaores e carga eléctrica se istribuem superficialmente. se aproximarmos e A um conutor B neutro, observaremos o fenómeno e Inução Electrostática No conutor B ocorre uma separação os portaores e carga eléctrica: electrões livres eslocam-se para a esquera, e moo que a extremiae mais próxima e A fica carregaa negativamente com q e a extremiae mais afastaa e +q. P = A + B e B = (-q) + (+q) P = Potencial eléctrico no ponto P A = P. Eléc. o conutor A após a mútua inução B = Pot. Eléc. o ponto P evio ao conutor B, após a mútua inução Como q está mais próximo e P então (-q) > (+q) e (-q) <0 e (+q) >0 => (-q) + (+q) = B <0 LOGO A + B = P < A Consierano A A P < A = A 10

11 Após o sistema A+B entrar em equilíbrio, o potencial eléctrico ao longo o conutor B é constante. Diagrama o sistema A+B em equilíbrio. Ao ligarmos o inuzio à terra, ois factores importantes ocorrerão: 1. O potencial eléctrico o inuzio fica nulo. 2. A quantiae e carga inuzia, +q (mesmo sinal a inuzia) será neutralizaa por electrões livres que se eslocarão a terra para o conutor. Assim o esaparecimento a carga inuzia positiva implica uma consequente reução no potencial eléctrico e too o sistema A+B. O ponto P, sofrerá uma nova reução no seu potencial eléctrico. 11

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