Descreva a relação entre a capacitância de um capacitor e a tensão aplicada.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão pede.
Enunciado: “Descreva a relação entre a capacitância de um capacitor e a tensão aplicada.”
Conteúdo: eletrostática → capacitores.
O que precisamos:
Enunciado: “Descreva a relação entre a capacitância de um capacitor e a tensão aplicada.”
Conteúdo: eletrostática → capacitores.
O que precisamos:
- Definir capacitância e entender de onde vem a fórmula.
- Relacionar essa capacitância com a tensão (voltagem).
- Falar se e como essa capacitância muda quando varia a tensão.
Passo 2
Primeiro, o que é capacitância?
Um capacitor armazena carga elétrica. Se você coloca carga +Q em uma placa e –Q na outra, surge uma diferença de potencial V entre elas. A capacitância C é simplesmente a “facilidade” que o capacitor tem de guardar carga por unidade de tensão.
Teoria básica:
C = Q / V
Em LaTeX:
Um capacitor armazena carga elétrica. Se você coloca carga +Q em uma placa e –Q na outra, surge uma diferença de potencial V entre elas. A capacitância C é simplesmente a “facilidade” que o capacitor tem de guardar carga por unidade de tensão.
Teoria básica:
C = Q / V
Em LaTeX:
Isso significa: quanto mais carga você coloca para cada volts aplicado, maior é a capacitância.
Passo 3
Então, qual é a relação entre C e V?
Da fórmula , a gente vê que C é a razão entre Q e V.
Se você usar um capacitor “ideal” (aquele com dielétrico linear e formato fixo), C depende só de características físicas:
• Área das placas (A)
• Distância entre as placas (d)
• Constante dielétrica do material (ε)
A fórmula mais completa é:
Da fórmula
Se você usar um capacitor “ideal” (aquele com dielétrico linear e formato fixo), C depende só de características físicas:
• Área das placas (A)
• Distância entre as placas (d)
• Constante dielétrica do material (ε)
A fórmula mais completa é:
Repare: não aparece V nessa expressão. Logo, em condições lineares, C é constante, mesmo se você mudar a tensão.
Passo 4
E quanto a casos reais ou materiais não lineares?
Alguns dielétricos sofrem saturação ou dependem da tensão: aí a constante ε varia com V. Nesses casos, a capacitância fica “não-linear” e pode mudar um pouquinho conforme você aumenta muito a tensão. Mas, na maior parte dos exercícios básicos, a gente assume o dielétrico linear e despreza essa variação.
Alguns dielétricos sofrem saturação ou dependem da tensão: aí a constante ε varia com V. Nesses casos, a capacitância fica “não-linear” e pode mudar um pouquinho conforme você aumenta muito a tensão. Mas, na maior parte dos exercícios básicos, a gente assume o dielétrico linear e despreza essa variação.
Resposta
A relação fundamental é
e, para um capacitor ideal com dielétrico linear, a capacitância C é constante e não depende da tensão aplicada.