O documento fornece informações sobre a natureza da eletricidade, átomos, cargas elétricas, capacitores e associação de capacitores. Explica que um capacitor é formado por duas placas condutoras separadas por um material isolante e pode armazenar cargas elétricas. Também descreve como calcular a capacitância total quando capacitores são associados em série ou paralelo.

1. Colégio Graham Bell Disciplina de Eletricidade Professora: Rejane Gadelha Cel.: 9943-6006 Contato: [email_address] [email_address] NATUREZA DA ELETRICIDADE

2. Matéria: possui massa e ocupa lugar no espaço Classificação em grupos: elementos ou compostos. Elemento: todos átomos são iguais. Exemplo: alumínio, cobre, carbono, germânio e silício Compostos: combinação de elementos Exemplo: água, é composto de elementos hidrogênio e oxigênio. Molécula: menor partícula de qualquer composto Átomos são constituídos por partículas: núcleo e elétrons Estrutura do Átomo Elétrons Núcleo Os elétrons e o núcleo de um átomo

3. Um campo elétrico é o campo de força provocado por cargas elétricas no átomo (elétrons, prótons) ou por um sistema de cargas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas a uma força elétrica. CARGAS ELÉTRICA

4. Pólos de cargas opostas se atraem Pólos de cargas Iguais se repelem Características de um parte de corpos:

5. Colégio Graham Bell Disciplina de Eletricidade Professora: Rejane Gadelha Cel.: 9943-6006 Contato: [email_address] [email_address] CAPACITOR

6. Componente que tem como propriedade de armazenar cargas elétricas quando recebe uma tensão nos terminais. É formado por duas placas condutoras, também denominadas de armaduras. Armaduras: separadas por material isolante ou dielétrico. CAPACITOR Dielétrico Armadura Símbolo esquemático: Fixo Variável

7. Os elétrons não podem passar diretamente através do dielétrico de uma placa do capacitor para a outra. A Tensão é aplicada a um capacitor através de um circuito externo, a corrente flui para uma das placas, carregando-a, enquanto flui da outra placa, carregando-a, inversamente. Em outras palavras, quando a "voltagem" ou tensão que flui por um capacitor muda, o capacitor será carregado ou descarregado . Carga e Descarga do Capacitor:

8. Corrente de carga e descarga de um capacitor é máxima por um determinado tempo. Constante de Tempo ( δ = RC) é o tempo eu seria necessário para a corrente decrescendo com a mesma rapidez (razão) observada no início dos fenômenos de carga ou descarga Carga e Descarga do Capacitor:

9. Capacitância C é a característica que o capacitor apresenta de armazenar mais ou menos cargas elétricas por unidade de tensão Capacitância C = Capacitância ( Farad F) Q = Cargas Elétricas ( Coulomb C) V = Tensão (Volt V) 1 Coulomb = 6,28 x 10 18 elétrons

10. É a tensão de limite que poderá ser aplicada no capacitor; Caso seja aplicada uma tensão superior, haverá uma corrente que forçará uma passagem através do dielétrico, podendo furá-lo; Capacitor entrará em curto-circuito e descarregará. Tensão de Trabalho:

11. Capacitâncias são expressas em: microfarads (μF) = 0,000 001 F nanofarads ( ƞF) = 0, 000 000 001F picofarads (pF) = 0, 000 000 000 001F Unidade de Medida:

12. Qual a capacitância de um capacitor que armazena 4 C de carga com 2V nos seus terminais? Qual a capacitância de um capacitor que armazena 10,35 C em 3V? Que carga é acumulada por uma capacitor de 0,5F ligado a uma fonte de 50V? Qual a carga armazenada por um capacitor de 10 F com 3V aplicados aos seus terminais? Qual a tensão aos terminais de um capacitor de 40F que armazena 200C? Em um capacitor variável com 7,74pF foi aumentado para formar um capacitor múltiplo com cinco regiões dielétricas, e não foi alterado nem o dielétrico e nem a distância entre as placas do capacitor, qual a nova capacitância? Desafios:

13. Tipos de Capacitores Capacitor Constituição Características Capacitor Plástico Consiste em duas folhas de alumínio separadas pelo dielétrico de material plástico. Maior capacidade em comparação com os de mesmas dimensões dos metalizados. Capacitor Eletrolíticos de Alumínio Dielétrico com fina camada de óxido de alumínio e em uma das armaduras um fluido. Constitui uma série de altos valores de capacitância, mas com valores limitados de tensão de isolamento e terminais polarizados Capacitores de Cerâmicos Como dielétrico de cerâmico, revestido de camada de tinta, que contém elemento condutor formado as armaduras. Capacitores de baixo a valores e altas tensões de isolamento

14. Faixa de Capacitância: DIELÉTRICO CONSTRUÇÃO FAIXA Ar Placas entrelaçadas 10 - 400 pF Mica Folhas superpostas 10 – 5000 pF Papel Folha enrolada 0,001 - 1 μ F Cerâmica Tubular 0,5 – 1600 pF Disco 0,002 – 0,1 μ F Eletrolítico Alumínio 5 – 1000 μ F Tântalo 0,01 – 300 μ F

15. Todos estão sujeitos à mesma diferença de potencial (tensão) Para calcular a sua capacidade total ( Ceq ): Associação em Paralelo de Capacitores

16. A corrente que flui através de capacitores em série é a mesma, porém cada capacitor terá uma queda de tensão (diferença de potencial entre seus terminais) diferente. A soma das diferenças de potencial (tensão) é igual a diferença de potencial total. Para conseguir a capacitância total: Associação em Série de Capacitores Capacitores diferentes: Ct = C1 x C2 / (C1 + C2) Capacitores iguais: Ct = C / nC

17. Associados em série e em paralelo. Nesse caso, o capacitor equivalente deve ser obtido, resolvendo-se o circuito em partes, conforme a sua configuração. Associação Mista de Capacitores

18. Calcule a capacitância total de um capacitor de 3 μF, um de 5 μF, e um de 10 μF associados em série. Qual a capacitância total e a tensão de trabalho de uma associação de capacitores em série se C1 e c2 forem dois capacitores de 200 μF, 150V. Um capacitor de um circuito sintonizado de um receptor de rádio tem uma capacitância de 310 pF. Quando o estágio está alinhado, ajusta-se um capacitor variável (chamado de trimmer ) em paralelo com o estágio, até uma capacitância de 50pF. Qual a capacitância total da associação? Qual a capacitância total dos três capacitores ligados em paralelo, se os seus valores são 0,15 μF, 50 V; 0,015 μF, 100V; e 0,003 V, 150 V? Qual a tensão de trabalho dessa associação? Um técnico de trabalho dos seguintes capacitores: 300 pF, 75 V; 250 pF, 50V; 200 pF, 50 V; 150 pF, 75 V e 50 pF, 75 V. Qual deles deverá ser ligado em paralelo de modo a formar uma associação com uma capacidade de 500 pF e 75V de tensão de trabalho? Qual a faixa de capacitância total disponível num circuito oscilador que utiliza um capacitor variável de sintonia cuja faixa de 35 a 300 pF em série com um capacitor fixo de 250 pF? Desafios:

19. Calcule a capacitância total das redes capacitivas dadas nos circuitos ao lado: Desafios:

20. CAPUANO, Francisco e outros. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. Teoria e Prática. Editora Érica. 32ª Edição. SP. 2007 GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica. Makron Books. 2ª edição. – S.P:, 1996 http://images.google.com.br http://wikepedia.org.br http://youtube.com.br Bibliografia: