O que determina a capacitância de um capacitor?

O capacitor é projetado para armazenamento temporário de energia elétrica na forma de energia potencial dividida no espaço em cargas elétricas positivas e negativas, ou seja, na forma de um campo elétrico no espaço entre elas. Conseqüentemente, um capacitor elétrico inclui três componentes principais: duas placas condutoras, nas quais cargas separadas estão localizadas em um capacitor de carga e uma camada dielétrica localizada entre as placas.

As placas de capacitores, dependendo do tipo deste produto elétrico, podem ser feitas de diferentes formas, desde simples placas de alumínio enroladas em rolo com uma camada intermediária de papel, até placas quimicamente oxidadas ou uma camada dielétrica metalizada. De qualquer forma, existe uma camada de dielétrico e uma placa entre a qual está bem fixada - trata-se basicamente de um capacitor.

O dielétrico pode ser papel, mica, polipropileno, tântalo ou outro material isolante elétrico adequado com a necessária constante dielétrica e força elétrica.

Como você sabe, a energia das cargas elétricas separadas no espaço é igual ao produto da quantidade de carga Q deslocada (de um corpo para outro) pela diferença de potencial entre os corpos carregados U.

Assim, a energia das cargas separadas nas placas do capacitor depende não apenas do número de cargas separadas, mas também dos parâmetros de suas placas e do dielétrico, pois o dielétrico, quando polarizado, armazena energia na forma de um campo elétrico, cuja força determina a diferença de potencial U entre as cargas separadas localizadas nas placas do capacitor.

Porque a diferença de potencial entre cargas separadas no espaço depende da intensidade do campo elétrico e da distância entre elas. Na verdade - na espessura do dielétrico entre as placas carregadas quando se trata de um capacitor.

Ao mesmo tempo, quanto maior a área de sobreposição das placas A e maior a constante dielétrica absoluta (e relativa) do dielétrico - mais fortes as cargas separadas localizadas nas placas são atraídas umas para as outras - mais significativa sua energia potencial - mais trabalho será necessário da fonte EMF para carregar esse capacitor.

Ao separar cargas no processo de transferência de elétrons de uma placa para outra, a fonte de EMF realiza exatamente esse volume de trabalho ao carregar o capacitor, cuja quantidade será idêntica energia de um capacitor carregado.

Com essa descontinuidade, a energia do capacitor carregado, além da quantidade de carga transferida de placa para placa (pode ser diferente) dependerá da área de sobreposição das placas A, da distância entre as placas d , e na constante dielétrica absoluta do dielétrico e.

Esses parâmetros determinantes da construção de um determinado capacitor são constantes, sua relação agregada pode ser chamada de capacitância do capacitor C. Então podemos dizer com confiança que a capacitância do capacitor C depende da área de sobreposição das placas A , da distância entre eles d e da constante dielétrica e.

A dependência da capacitância desses parâmetros é muito fácil de entender se considerarmos um capacitor plano.

Quanto maior a área de sobreposição de suas placas, maior a capacidade do capacitor, pois as cargas interagem sobre uma área maior.

Quanto menor a distância entre as placas (na verdade, a espessura da camada dielétrica), maior a capacidade do capacitor, pois a força de interação das cargas aumenta à medida que se aproximam.

Quanto maior a constante dielétrica do dielétrico entre as placas, maior a capacitância do capacitor, pois maior a intensidade do campo elétrico entre as placas.

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