Capacitância
Capacitância , propriedade de um condutor elétrico, ou conjunto de condutores, que é medido pela quantidade de carga elétrica separada que pode ser armazenada nele por unidade de mudança no potencial elétrico. A capacitância também implica um armazenamento associado de energia elétrica energia . Se a carga elétrica é transferida entre dois condutores inicialmente descarregados, ambos se tornam igualmente carregados, um positivamente, o outro negativamente, e uma diferença de potencial é estabelecida entre eles. A capacitância C é a proporção da quantidade de carga o que em qualquer condutor para a diferença de potencial V entre os condutores, ou simplesmente C = o que / V.
Tanto no sistema prático quanto no sistema científico de metro-quilograma-segundo, a unidade de carga elétrica é o coulomb e a unidade de diferença de potencial é o volt, de modo que a unidade de capacitância - chamada de farad (simbolizado F) - é um coulomb por volt. Um farad é uma capacitância extremamente grande. As subdivisões convenientes de uso comum são um milionésimo de um farad, chamado de microfarad ( µ F), e um milionésimo de um microfarad, chamado de picofarad (pF; termo mais antigo, micromicrofarad, μμ F). No sistema eletrostático de unidades, a capacitância tem dimensões de distância.
Capacitância em circuitos elétricos é deliberadamente introduzido por um dispositivo chamado capacitor. Foi descoberto pelo cientista prussiano Ewald Georg von Kleist em 1745 e independentemente pelo físico holandês Pieter van Musschenbroek mais ou menos na mesma época, durante o processo de investigação de fenômenos eletrostáticos. Eles descobriram que eletricidade obtido de uma máquina eletrostática pode ser armazenado por um período de tempo e, em seguida, liberado. O dispositivo, que veio a ser conhecido como jarra de Leyden, consistia em um frasco de vidro com rolha ou jarro cheio de água, com um prego perfurando a tampa e mergulhando na água. Segurando o frasco na mão e tocando o prego no condutor de uma máquina eletrostática, eles descobriram que um choque poderia ser obtido do prego após desconectá-lo, tocando-o com a mão livre. Essa reação mostrou que parte da eletricidade da máquina havia sido armazenada.
Um passo simples, mas fundamental na evolução do capacitor foi dado pelo astrônomo inglês John Bevis em 1747 quando ele substituiu a água por uma folha de metal formando um forro na superfície interna do vidro e outro cobrindo a superfície externa. Esta forma do capacitor com um condutor projetando-se da boca do frasco e tocando o forro tinha, como suas principais características físicas, dois condutores de área estendida mantidos quase igualmente separados por uma camada isolante, ou dielétrica, feita tão fina quanto possível. Esses recursos foram mantidos em todas as formas modernas de capacitor.
Um capacitor, também chamado de condensador, é essencialmente um sanduíche de duas placas de material condutor separadas por um material isolante, ou dielétrico. Sua função principal é armazenar energia elétrica. Os capacitores diferem no tamanho e na disposição geométrica das placas e no tipo de material dielétrico usado. Portanto, eles têm nomes como mica, papel, cerâmica, ar e capacitores eletrolíticos. Sua capacitância pode ser fixa ou ajustável em uma faixa de valores para uso em circuitos de sintonia.
A energia armazenada por um capacitor corresponde ao trabalho realizado (por uma bateria, por exemplo) na criação de cargas opostas nas duas placas na tensão aplicada. A quantidade de carga que pode ser armazenada depende da área das placas, do espaçamento entre elas, do material dielétrico no espaço e da voltagem aplicada.
Um capacitor incorporado em uma corrente alternada (AC) o circuito é carregado e descarregado alternadamente a cada meio ciclo. O tempo disponível para carregar ou descarregar depende, portanto, da frequência da corrente, e se o tempo necessário for maior que a duração do meio ciclo, a polarização (separação da carga) não é completa. Sob tais condições, o constante dielétrica parece ser menor do que o observado em um circuito de corrente contínua e variar com a frequência, tornando-se mais baixo em frequências mais altas. Durante a alternância de polaridade das placas, as cargas devem ser deslocadas através do dielétrico primeiro em uma direção e depois na outra, e a superação da oposição que elas encontram leva a uma produção de calor conhecida como perda dielétrica, uma característica que deve ser considerado ao aplicar capacitores a circuitos elétricos, como aqueles em receptores de rádio e televisão. As perdas dielétricas dependem da frequência e do material dielétrico.
Exceto pelo vazamento (geralmente pequeno) através do dielétrico, nenhuma corrente flui através de um capacitor quando ele está sujeito a uma tensão constante. A corrente alternada passará prontamente, no entanto, e é chamada de corrente de deslocamento.
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