Física · Glossário

O que é Capacitor e capacitância?

Também chamado de: capacitor · capacitância · farad

Definição 30.1 Física do ensino médio · Capítulo 30 — Circuitos RC e RL

Um capacitor é um par de placas metálicas frente a frente, separadas por um isolante fino. Ligadas a uma fonte, as placas recebem cargas opostas +q+q e q-q — um campo elétrico preenche o vão (Capítulo 14) — e a tensão uu entre as placas é proporcional à carga armazenada:

q=Cu.q = C\,u .

A constante CC é a capacitância, medida em farads (F\mathrm{F}): 1F=1C/V1\,\mathrm{F} = 1\,\mathrm{C}/\mathrm{V}.

Exemplos

Exemplo 30.2 (Ordens de grandeza)

Um farad é enorme — um coulomb estacionado por volt. Os cerâmicos dos circuitos de rádio: de pF\mathrm{pF} a nF\mathrm{nF}; os eletrolíticos das fontes de alimentação e dos flashes: de µF\text{µ}\mathrm{F} a mF\mathrm{mF}; os supercapacitores: milhares de farads.

Exemplo 30.9 (Os números de um flash)

Um flash fotográfico carrega C=800µFC = 800\,\text{µ}\mathrm{F} através de R=1.0kΩR = 1.0\,\mathrm{k}\Omega: τ=103×8.0×104=0.80s\tau = 10^3 \times 8.0\times10^{-4} = 0.80\,\mathrm{s}, de modo que a luz de “pronto” — ligada para acender a 95%95\% — espera 3τ2.4s3\tau \approx 2.4\,\mathrm{s}: o zunido da espera. Disparado através dos meros 0.50Ω0.50\,\Omega do tubo de flash, o mesmo capacitor se esvazia com τ=0.40ms\tau' = 0.40\,\mathrm{ms}: duas mil vezes mais rápido para sair do que para entrar.

Exemplo 30.16 (Ordens de grandeza de energia)

O capacitor de flash do Exemplo 30.9: 12×8.0×104×3002=36J\tfrac12 \times 8.0\times10^{-4} \times 300^2 = 36\,\mathrm{J}. Um supercapacitor de 3000F3000\,\mathrm{F} a 2.7V2.7\,\mathrm{V}: 1.1×104J1.1 \times 10^{4}\,\mathrm{J} — o equivalente a uma pilha AA. Uma bobina de 10mH10\,\mathrm{mH} a 10A10\,\mathrm{A}: 0.50J0.50\,\mathrm{J}. Menos do que as pilhas guardam — mas liberável em um milissegundo.

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