Quais são os aspectos construtivos de um capacitor que influenciam na sua capacitância?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta quais aspectos construtivos de um capacitor influenciam na sua capacitância. Aqui a matéria é Eletrostática (ou Eletrônica Básica) e vamos precisar entender a fórmula fundamental do capacitor plano:
onde
-
é a capacitância, -
é a permissividade do dielétrico, -
é a área das placas, -
é a distância entre elas.
Passo 2
Primeiro aspecto: área das placas (
)
– Teoria: quanto maior a área das superfícies condutoras, mais carga elas conseguem armazenar a um mesmo potencial.
– Consequência prática: se dobrar a área, a capacitância também dobra, porque .
– Teoria: quanto maior a área das superfícies condutoras, mais carga elas conseguem armazenar a um mesmo potencial.
– Consequência prática: se dobrar a área, a capacitância também dobra, porque
Passo 3
Segundo aspecto: distância entre as placas (
)
– Teoria: as placas formam um campo elétrico, e quanto mais perto elas estiverem, mais forte é o campo para uma mesma diferença de potencial, aumentando a capacidade de armazenar carga.
– Consequência prática: diminuir faz
crescer, já que na fórmula
.
– Teoria: as placas formam um campo elétrico, e quanto mais perto elas estiverem, mais forte é o campo para uma mesma diferença de potencial, aumentando a capacidade de armazenar carga.
– Consequência prática: diminuir
Passo 4
Terceiro aspecto: constante dielétrica (
)
– Teoria: o material isolante entre as placas reduz o campo elétrico interno, permitindo guardar mais carga.
– é a permissividade do vácuo e
é a constante relativa do dielétrico.
– Consequência prática: usar um dielétrico com alto (ex.: cerâmica) aumenta muito
.
– Teoria: o material isolante entre as placas reduz o campo elétrico interno, permitindo guardar mais carga.
–
– Consequência prática: usar um dielétrico com
Passo 5
Quarto aspecto: geometria e montagem
– Em capacitores cilindros, esferas ou multicamadas enroladas, a fórmula muda, mas o conceito é o mesmo:
• No cilíndrico:
• No esférico:
– Explicação: a forma e o espaçamento variam a distribuição de campo e, portanto, a capacitância.
– Em capacitores cilindros, esferas ou multicamadas enroladas, a fórmula muda, mas o conceito é o mesmo:
• No cilíndrico:
• No esférico:
– Explicação: a forma e o espaçamento variam a distribuição de campo e, portanto, a capacitância.
Passo 6
Quinto aspecto: espessura e acabamento do dielétrico
– Teoria: falhas, bolhas ou variações na espessura do isolamento afetam o valor real de e podem mudar
localmente.
– Consequência prática: um dielétrico mais uniforme e bem fabricado dá um valor de mais estável e previsível.
– Teoria: falhas, bolhas ou variações na espessura do isolamento afetam o valor real de
– Consequência prática: um dielétrico mais uniforme e bem fabricado dá um valor de
Resposta
Os principais aspectos construtivos que influenciam a capacitância de um capacitor são:
- Área das placas (
) - Distância entre as placas (
) - Permissividade do dielétrico (
) - Geometria e tipo de montagem (planas, cilíndricas, esféricas, enroladas)
- Qualidade, espessura e uniformidade do material dielétrico