O que é capacitância?

Capacitância é a capacidade de armazenar energia elétrica. Quase todas as coisas, incluindo você, podem armazenar alguma energia elétrica e, portanto, ter capacitância. Quando você esfrega os pés no carpete, partículas carregadas chamadas elétrons podem ser transferidas do carpete para você. Quando as cargas positivas e negativas são separadas, a energia elétrica armazenada aumenta. As cargas que você pegou do tapete fornecem energia elétrica que você armazena até tocar em algo como uma maçaneta de metal ou outra pessoa que permite que a energia seja liberada. Você sente isso como um leve choque quando a energia deixa seu corpo.

Capacitores

Embora a capacidade de armazenar alguma energia elétrica seja comum, dispositivos chamados capacitores são propositalmente projetados para armazenar grandes quantidades de energia elétrica. Um capacitor típico consiste em duas superfícies condutoras (geralmente placas de metal) separadas por um material isolante como ar, borracha ou papel. Este material isolante é denominado dielétrico .

Neste capacitor de placa paralela, duas placas condutoras de metal são separadas por um dielétrico fino (isolador elétrico)

O capacitor pode ser carregado conectando uma placa ao terminal positivo de uma bateria e a outra ao terminal negativo. O campo elétrico produzido pela bateria faz com que os elétrons fluam em direção ao terminal positivo da bateria e para longe do terminal negativo. Isso faz com que as duas placas do capacitor sejam carregadas. Um estará carregado positivamente e o outro negativamente. O material isolante impede que as cargas passem de uma placa para a outra e permite que o capacitor armazene energia elétrica. Se for desconectado da bateria, as cargas ficarão armazenadas no capacitor até que seja conectado a outra unidade elétrica.

Alguns capacitores típicos usados em circuitos elétricos

Como calcular a capacitância de um capacitor

A capacitância do capacitor informa quanta carga ele pode armazenar quando conectado a uma bateria específica e é medida em unidades de farads. A capacitância (C) de um capacitor pode ser determinada medindo a quantidade de carga armazenada em cada placa (Q) quando ele está conectado a uma bateria com uma determinada tensão (V).

C = Q / V

Por exemplo, se conectássemos um capacitor a uma bateria de 9 volts e medíssemos que ele armazenava 9 coulombs de carga, sua capacitância seria de 1 farad.

Usos de capacitores

Capacitores são usados em muitos dispositivos que exigem que a energia elétrica seja liberada rapidamente, como flashes de câmeras e teclados de computador. Eles também são usados em circuitos projetados para filtrar e amplificar sinais eletrônicos. Esses circuitos são encontrados em rádios, amplificadores de música e dispositivos médicos. Aqui está um exemplo mais específico de um dispositivo médico que usa capacitores:

ECG

Este dispositivo de eletrocardiograma (ECG) mede o potencial elétrico do coração humano. Ele usa capacitores para filtrar outros sinais elétricos para que a atividade elétrica do coração possa ser monitorada.

Capacitância e células nervosas humanas

No corpo humano, algumas células, incluindo as células nervosas, agem como capacitores. A membrana celular não é condutora, por isso serve como material isolante, separando os fluidos condutores em ambos os lados. O fluido é como as placas condutoras de um capacitor feito pelo homem. Na membrana celular, os processos químicos fazem com que íons carregados sejam bombeados através da membrana. Como resultado, a superfície interna da membrana fica carregada negativamente, enquanto a superfície externa fica carregada positivamente. Isso é exatamente o que acontece quando um capacitor é conectado a uma bateria! Quando o nervo é estimulado, os íons carregados mudam de posição rapidamente, fazendo com que a energia elétrica armazenada neste capacitor biológico seja liberada e enviando um impulso elétrico ao longo da célula nervosa.

À medida que a célula nervosa é estimulada, os íons carregados se movem de um lado da membrana celular para o outro, liberando a energia elétrica armazenada

Resumo da lição

Capacitância é a capacidade de armazenar e liberar energia elétrica. Embora a maioria dos objetos possa fazer isso em algum grau, os capacitores , que consistem em duas placas condutoras separadas por um material isolante elétrico chamado dielétrico , são projetados para armazenar grandes quantidades de energia elétrica.

A seguinte equação é usada para medir a capacitância (C) de um capacitor: C = Q / V, onde Q é a quantidade de carga armazenada em cada placa (Q) e V é a tensão da bateria.

Capacitores são usados em dispositivos como flashes de câmeras, onde a capacidade de liberar grandes quantidades de energia rapidamente é importante, e também em circuitos de filtragem como os encontrados em rádios.

Capacitância: Termos-chave

Capacitância : capacidade de armazenar e liberar energia elétrica
Capacitor : dispositivo criado com duas placas condutoras separadas por material isolante usado para armazenar energia
Dielétrico : o material isolante entre placas condutoras que são capazes de armazenar grandes quantidades de energia elétrica
Equação de capacitância : usada para medir a capacitância de um capacitor (C = Q / V)

Resultados de Aprendizagem

Depois de concluir este curso, os alunos devem ser capazes de:

Lembre o que é capacitância
Explique o que é um capacitor
Discuta como medir a capacitância em um capacitor
Descreva alguns usos de capacitores