Capacitores são dispositivos que armazenam energia elétrica na forma de um campo elétrico. Eles são amplamente utilizados em circuitos eletrônicos e sistemas elétricos para armazenar carga elétrica, filtrar sinais, suavizar variações de tensão e até mesmo em fontes de energia.

#inserir imagem aqui# (imagem ilustrativa de um capacitor com as placas e a distribuição das cargas)

Como um Capacitor Funciona?

Um capacitor é composto por duas placas condutoras separadas por um material isolante, conhecido como dielétrico. Quando uma tensão elétrica é aplicada entre as placas, cargas de sinais opostos se acumulam nas placas, criando um campo elétrico entre elas.

Essa capacidade de acumular carga elétrica depende da área das placas, da distância entre elas e das propriedades do dielétrico. O valor da capacitância (\(C\)) é dado pela fórmula:

\( C = \frac{\varepsilon \cdot A}{d} \)

• \( C \): Capacitância (em farad, F)
• \( \varepsilon \): Permitividade do material dielétrico (em farad por metro, F/m)
• \( A \): Área das placas (em metros quadrados, m²)
• \( d \): Distância entre as placas (em metros, m)

Unidade de Capacitância

A unidade de capacitância é o farad (F), mas capacitores de uso comum possuem valores muito menores, como microfarad (\( \mu F \)) ou nanofarad (\( nF \)).

\( 1 \, F = 10^6 \, \mu F = 10^9 \, nF \)

Capacitores em Série e em Paralelo

Capacitores em Série

Quando os capacitores são ligados em série, a capacitância total (\(C_{total}\)) é dada pela fórmula:

\( \frac{1}{C_{total}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \cdots + \frac{1}{C_n} \)

Ou seja, a capacitância total de capacitores em série é sempre menor do que a capacitância de qualquer capacitor individual.

Capacitores em Paralelo

Quando os capacitores são ligados em paralelo, a capacitância total é dada pela soma das capacitâncias individuais:

\( C_{total} = C_1 + C_2 + \cdots + C_n \)

Ou seja, a capacitância total de capacitores em paralelo é a soma das capacitâncias de cada capacitor.

Exemplo Prático

Se tivermos dois capacitores de 2 µF e 4 µF ligados em série, qual será a capacitância total?

Usando a fórmula para capacitores em série:
\( \frac{1}{C_{total}} = \frac{1}{2 \, \mu F} + \frac{1}{4 \, \mu F} \)
\( \frac{1}{C_{total}} = \frac{2}{4 \, \mu F} + \frac{1}{4 \, \mu F} = \frac{3}{4 \, \mu F} \)
\( C_{total} = \frac{4}{3} \, \mu F \approx 1{,}33 \, \mu F \)

Agora, se os mesmos dois capacitores forem ligados em paralelo, a capacitância total será:

\( C_{total} = 2 \, \mu F + 4 \, \mu F = 6 \, \mu F \)

Tabela Resumo