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By Lucien Silvano Alhanati

Física

Eletricidade ELE

Capacidade elétrica ELE12

Associações de capacitores ELE1204

 O que se entende por capacitor equivalente a uma associação de capacitores? ELE120401

É o capacitor que submetido às mesmas condições da associação é capaz de produzir o mesmo efeito.

O que é uma associação em paralelo de capacitores ? ELE120402

É uma associação onde os capacitores são ligados de tal maneira que a 

ddp U entre as armaduras de todos os capacitores é a mesma. 

A figura mostra uma associação de capacitores em paralelo numa ligação tradicional.

Existem outras ligações de capacitores em paralelo com aspecto diferente do tradicional mas com o mesmo efeito elétrico, como mostra a figura abaixo. 
Os capacitores estão submetidos à mesma ddp U. O esquema mostra o trajeto das cargas positivas oriundas do terminal A e que carregam os capacitores

Quais são as características da associação em paralelo de capacitores? ELE120403

Consideremos a associação de capacitores em paralelo da figura.
Os capacitores são carregados com cargas provenientes do terminal A, sendo U a ddp entre as armaduras.

O capacitor equivalente de capacidade C quando recebe a mesma carga Q = Q1 + Q2 + Q3  que a associação apresenta a mesma ddp U entre as armaduras.
Sabemos que as cargas dos capacitores são iguais ao produto da capacidade pela ddp
C.U = C1.U + C2.U + C3.U  ou seja que:C = C1 + C2 + C3 

Características da associação em paralelo de capacitores:

todos os capacitores estão submetidos à mesma ddp U
as cargas dos capacitores são proporcionais às capacidades
a capacidade equivalente é igual à soma das capacidades dos capacitores associados
C = C1 + C2 + C3 

O que é uma associação em série de capacitores? ELE120404

Na associação em série só existe um caminho entre os terminais como mostra a figura.

Quais são as características da associação em série de capacitores? ELE120405

Consideremos a associação em série da figura.

Para entender como a associação em série é carregada da esquerda para a direitas é importante observar que: 

  • o conjunto formado pela segunda armadura do primeiro capacitor e a primeira armadura do segundo capacitor (área amarela) é eletricamente neutro e isolado do meio exterior
  • o conjunto formado pela segunda armadura do segundo capacitor e a primeira armadura do terceiro capacitor (área azul) é eletricamente neutro e isolado do meio exterior

Uma carga positiva proveniente do terminal A ao atingir a primeira armadura do primeiro capacitor produz uma indução no conjunto de área amarela repelindo uma carga positiva que ao se localizar na segunda armadura do segundo capacitor produz uma indução no conjunto de área azul.
Desta forma a carga positiva que atinge a primeira armadura do primeiro capacitor produz o carregamento dos demais capacitores por indução.
É importante verificar que as cargas dos capacitores são iguais independentemente de suas capacidades.

A ddp U na associação e no capacitor equivalente é igual à soma das ddp nos capacitores associados
U = U1 + U2 + U3 , como a ddp é igual à razão entre a carga e a capacidade teremos
Q / C = Q / C1 + Q / C2 + Q / C3 ou seja que 1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3

Características da associação em série de capacitores:

 

todos os capacitores possuem a mesma carga

a ddp entre as armaduras do capacitor é inversamente proporcional à sua capacidade

o inverso da capacidade do capacitor equivalente é igual à soma dos inversos das capacidades dos capacitores associados

a capacidade do capacitor equivalente é menor que qualquer uma das capacidades dos capacitores associados

quando acrescentamos um capacitor a uma associação em paralelo diminuímos a capacidade do capacitor equivalente.


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