Como indicamos, um capacitor é composto por duas placas ou armaduras condutoras muito próximas, separadas por um dielétrico ou vácuo.

A capacidade (C) de um capacitor é chamada de relação, normalmente constante, que existe entre a quantidade de carga elétrica que ele armazena em uma de suas armaduras em um determinado momento (Q) e a diferença de potencial desta, em relação à outra armadura (), portanto:[7]​[8]​.

Observe que na definição de capacidade é irrelevante se é considerada a carga da placa positiva ou negativa, pois.

Portanto, um capacitor com maior capacidade armazenará mais carga sob o mesmo potencial. Por outro lado, um capacitor com certa capacidade armazenará mais carga quanto maior for a tensão aplicada, sempre levando em consideração que todo capacitor tem uma tensão máxima de trabalho acima da qual pode ser danificado.[7]​ Portanto há uma carga máxima armazenável.[7]​.

Experimentalmente, foi determinado que ao introduzir um dielétrico homogêneo de constante dielétrica, entre as armaduras de um capacitor carregado e isolado, que está em potencial V, a diferença de potencial entre suas placas torna-se 1/K vezes menor, reduzindo assim a capacidade do capacitor.

agora é K vezes maior do que sem dielétrico.[8]​.

O efeito produzido pelo dielétrico pode ser justificado se admitirmos que, embora no geral o dielétrico seja um material neutro, em seu interior ou em sua superfície aparecem cargas de polarização. à placa do capacitor carregada positivamente.[8]​ As cargas de polarização estão ligadas ao material dielétrico e não podem sair dele, ao contrário das cargas das armaduras do capacitor, que chegam e saem do circuito, por serem cargas livres.[8]​.

Portanto, o dielétrico permite armazenar mais energia, pois isso é necessário para produzir a polarização do dielétrico, pois é necessário trabalhar para conseguir a polarização das moléculas e modificar sua orientação. Essa energia é devolvida ao circuito quando o capacitor é descarregado.[8]​.

Para encontrar a energia armazenada em um capacitor, quando ele está conectado a uma bateria de potencial V, é necessário determinar o trabalho realizado pela bateria para carregar as placas com cargas y. [8]​ O trabalho elementar de levar uma carga até a armadura que possui potencial V é, portanto o trabalho total realizado pela célula, igual à energia acumulada pelo capacitor, é a soma de todo o trabalho elementar, que é calculado por integração[8]​.

Como pela definição de capacidade do capacitor obtemos [8].

Essa energia pode ser extraída do capacitor conectando-o a um circuito, para descarregá-la através dele.[8]​.

Este fato é utilizado para a fabricação de memórias, nas quais a capacidade que surge entre a porta e o canal dos transistores MOS é utilizada para guardar componentes.

Ao conectar um capacitor em série com um resistor a uma fonte de tensão elétrica (ou comumente, fonte de energia), a corrente começa a fluir através de ambos. O capacitor acumula carga entre suas placas. Quando o capacitor está totalmente carregado, a corrente para de fluir pelo circuito. Se a fonte for removida e o capacitor e o resistor forem colocados em série, as cargas começam a fluir de uma das placas do capacitor para a outra através do resistor, até que a carga ou energia armazenada no capacitor seja zero. Neste caso, a corrente fluirá na direção oposta àquela em que fluiu enquanto o capacitor estava carregando.

Onde:.

Em CA, um capacitor ideal oferece uma resistência à passagem de eletricidade chamada reatância capacitiva, X, cujo valor é dado pelo inverso do produto da pulsação () e da capacidade, C:.

Se a pulsação for expressa em radianos por segundo (rad/s) e a capacidade em farads (F), a reatância resultará em ohms.

De acordo com a lei de Ohm, a corrente alternada que flui através do capacitor avançará 90° () em relação à tensão aplicada.

Os capacitores podem ser associados em série, paralelo ou de forma mista. Nestes casos, a capacidade equivalente acaba sendo para a associação serial:.

e para a associação em paralelo:.

Ou seja, a soma de todas as capacidades dos capacitores conectados em paralelo.

É fácil demonstrar estas duas expressões, para a primeira basta ter em conta que a carga armazenada nas placas é a mesma em ambos os condensadores (a mesma quantidade de carga tem que ser induzida entre as placas e portanto a diferença de potencial muda para manter a capacitância de cada uma), e por outro lado na associação "paralela", a diferença de potencial entre as duas placas tem que ser a mesma (devido à forma como estão ligadas), pelo que a quantidade de carga irá mudar. Como isso é encontrado no numerador (), a soma das capacidades será simplesmente a soma algébrica.

Vale lembrar também que o cálculo da capacidade paralela equivalente é semelhante ao cálculo da resistência de dois dispositivos em série, e a capacidade ou capacitância em série é calculada de forma semelhante à resistência paralela.

Um capacitor variável é aquele em que o valor de sua capacidade pode ser alterado. No caso de um capacitor plano, a capacidade pode ser expressa pela seguinte equação:

onde:.

Para ter um capacitor variável você deve fazer com que pelo menos uma das três últimas expressões mude de valor. Desta forma, pode-se ter um capacitor em que uma das placas é móvel, pois d varia e a capacidade vai depender desse deslocamento, que pode ser utilizado, por exemplo, como sensor de deslocamento.

Outro tipo de capacitor variável ocorre nos diodos Varicap.

Contenido

El condensador ideal (figura 1) puede definirse a partir de la siguiente ecuación diferencial:.

donde C es la capacidad, u(t) es la función diferencia de potencial aplicada a sus terminales e i(t) la corriente resultante que circula.

Comportamento em corrente contínua

Um capacitor CC real se comporta praticamente como um ideal, ou seja, como um circuito aberto. Isto é verdade no regime permanente, pois no regime transitório, ou seja, ao conectar ou desconectar um circuito com capacitor, ocorrem fenômenos elétricos transitórios que afetam a diferença de potencial em seus terminais (ver circuitos série RL e RC).

Comportamento em corrente alternada

Ao conectar uma corrente alternada senoidal v(t) a um capacitor, fluirá uma corrente i(t), também senoidal, que o carregará, causando uma queda de tensão em seus terminais, -v(t), cujo valor absoluto pode ser mostrado igual ao de v(t). Todas as opções acima, uma vez atingido o estado estacionário. Ao dizer que uma corrente “circula” pelo capacitor, deve-se notar que, na realidade, essa corrente nunca passa pelo seu dielétrico. O que acontece é que o capacitor carrega e descarrega na frequência v(t), então a corrente circula externamente entre suas armaduras. Isso se refere à corrente de condução mas, dentro do dielétrico podemos falar da corrente de deslocamento.

O fenômeno físico do comportamento do capacitor em CA pode ser observado na figura 2. Entre 0° e 90° i(t) diminui de seu valor máximo positivo à medida que sua tensão de carga v(t) aumenta, tornando-se nulo quando atinge o valor máximo negativo em 90°, pois a soma das tensões é zero (v(t)+ v(t) = 0) naquele momento. Entre 90° e 180° v(t) diminui, e o capacitor começa a descarregar, diminuindo portanto v(t). A 180° o capacitor está completamente descarregado, atingindo i(t) seu valor negativo máximo. De 180° a 360° o raciocínio é semelhante ao anterior.

De tudo o que foi dito acima, pode-se deduzir que a corrente está 90° à frente da tensão aplicada. Considerando, portanto, um capacitor C, como o da figura 1, ao qual é aplicada uma tensão alternada de valor:.

Pela lei de Ohm, circulará uma corrente alternada, avançada 90° () em relação à tensão aplicada (figura 4), de valor :.

onde . Se o valor efetivo da corrente obtida for representado na forma polar:.

E operando matematicamente:

Portanto, em circuitos CA, um capacitor ideal pode ser assimilado a uma quantidade complexa sem uma parte real e uma parte imaginária negativa:

No capacitor real deve-se levar em consideração a resistência à perda de seu dielétrico, R, e seu circuito equivalente, ou modelo, pode ser o que aparece na figura 4a) ou 4b) dependendo do tipo de capacitor e da frequência em que é trabalhado, embora para análises mais precisas possam ser utilizados modelos mais complexos que os anteriores.

Podemos classificar os capacitores conforme tenham ou não polarização:[7]​.

A capacidade de um capacitor depende da constante dielétrica do material que está entre as placas.[8]​ À direita está uma tabela que mostra a constante dielétrica de diferentes materiais usados ​​para fazer capacitores:[8]​[9]​.

Vamos analisar alguns capacitores feitos de diferentes tipos de materiais.

Capacitores são geralmente usados ​​para:.

Como indicamos, um capacitor é composto por duas placas ou armaduras condutoras muito próximas, separadas por um dielétrico ou vácuo.

A capacidade (C) de um capacitor é chamada de relação, normalmente constante, que existe entre a quantidade de carga elétrica que ele armazena em uma de suas armaduras em um determinado momento (Q) e a diferença de potencial desta, em relação à outra armadura (), portanto:[7]​[8]​.

Observe que na definição de capacidade é irrelevante se é considerada a carga da placa positiva ou negativa, pois.

Portanto, um capacitor com maior capacidade armazenará mais carga sob o mesmo potencial. Por outro lado, um capacitor com certa capacidade armazenará mais carga quanto maior for a tensão aplicada, sempre levando em consideração que todo capacitor tem uma tensão máxima de trabalho acima da qual pode ser danificado.[7]​ Portanto há uma carga máxima armazenável.[7]​.

Experimentalmente, foi determinado que ao introduzir um dielétrico homogêneo de constante dielétrica, entre as armaduras de um capacitor carregado e isolado, que está em potencial V, a diferença de potencial entre suas placas torna-se 1/K vezes menor, reduzindo assim a capacidade do capacitor.

agora é K vezes maior do que sem dielétrico.[8]​.

O efeito produzido pelo dielétrico pode ser justificado se admitirmos que, embora no geral o dielétrico seja um material neutro, em seu interior ou em sua superfície aparecem cargas de polarização. à placa do capacitor carregada positivamente.[8]​ As cargas de polarização estão ligadas ao material dielétrico e não podem sair dele, ao contrário das cargas das armaduras do capacitor, que chegam e saem do circuito, por serem cargas livres.[8]​.

Portanto, o dielétrico permite armazenar mais energia, pois isso é necessário para produzir a polarização do dielétrico, pois é necessário trabalhar para conseguir a polarização das moléculas e modificar sua orientação. Essa energia é devolvida ao circuito quando o capacitor é descarregado.[8]​.

Para encontrar a energia armazenada em um capacitor, quando ele está conectado a uma bateria de potencial V, é necessário determinar o trabalho realizado pela bateria para carregar as placas com cargas y. [8]​ O trabalho elementar de levar uma carga até a armadura que possui potencial V é, portanto o trabalho total realizado pela célula, igual à energia acumulada pelo capacitor, é a soma de todo o trabalho elementar, que é calculado por integração[8]​.

Como pela definição de capacidade do capacitor obtemos [8].

Essa energia pode ser extraída do capacitor conectando-o a um circuito, para descarregá-la através dele.[8]​.

Este fato é utilizado para a fabricação de memórias, nas quais a capacidade que surge entre a porta e o canal dos transistores MOS é utilizada para guardar componentes.

Ao conectar um capacitor em série com um resistor a uma fonte de tensão elétrica (ou comumente, fonte de energia), a corrente começa a fluir através de ambos. O capacitor acumula carga entre suas placas. Quando o capacitor está totalmente carregado, a corrente para de fluir pelo circuito. Se a fonte for removida e o capacitor e o resistor forem colocados em série, as cargas começam a fluir de uma das placas do capacitor para a outra através do resistor, até que a carga ou energia armazenada no capacitor seja zero. Neste caso, a corrente fluirá na direção oposta àquela em que fluiu enquanto o capacitor estava carregando.

Onde:.

Em CA, um capacitor ideal oferece uma resistência à passagem de eletricidade chamada reatância capacitiva, X, cujo valor é dado pelo inverso do produto da pulsação () e da capacidade, C:.

Se a pulsação for expressa em radianos por segundo (rad/s) e a capacidade em farads (F), a reatância resultará em ohms.

De acordo com a lei de Ohm, a corrente alternada que flui através do capacitor avançará 90° () em relação à tensão aplicada.

Os capacitores podem ser associados em série, paralelo ou de forma mista. Nestes casos, a capacidade equivalente acaba sendo para a associação serial:.

e para a associação em paralelo:.

Ou seja, a soma de todas as capacidades dos capacitores conectados em paralelo.

É fácil demonstrar estas duas expressões, para a primeira basta ter em conta que a carga armazenada nas placas é a mesma em ambos os condensadores (a mesma quantidade de carga tem que ser induzida entre as placas e portanto a diferença de potencial muda para manter a capacitância de cada uma), e por outro lado na associação "paralela", a diferença de potencial entre as duas placas tem que ser a mesma (devido à forma como estão ligadas), pelo que a quantidade de carga irá mudar. Como isso é encontrado no numerador (), a soma das capacidades será simplesmente a soma algébrica.

Vale lembrar também que o cálculo da capacidade paralela equivalente é semelhante ao cálculo da resistência de dois dispositivos em série, e a capacidade ou capacitância em série é calculada de forma semelhante à resistência paralela.

Um capacitor variável é aquele em que o valor de sua capacidade pode ser alterado. No caso de um capacitor plano, a capacidade pode ser expressa pela seguinte equação:

onde:.

Para ter um capacitor variável você deve fazer com que pelo menos uma das três últimas expressões mude de valor. Desta forma, pode-se ter um capacitor em que uma das placas é móvel, pois d varia e a capacidade vai depender desse deslocamento, que pode ser utilizado, por exemplo, como sensor de deslocamento.

Outro tipo de capacitor variável ocorre nos diodos Varicap.

Contenido

El condensador ideal (figura 1) puede definirse a partir de la siguiente ecuación diferencial:.

donde C es la capacidad, u(t) es la función diferencia de potencial aplicada a sus terminales e i(t) la corriente resultante que circula.

Comportamento em corrente contínua

Um capacitor CC real se comporta praticamente como um ideal, ou seja, como um circuito aberto. Isto é verdade no regime permanente, pois no regime transitório, ou seja, ao conectar ou desconectar um circuito com capacitor, ocorrem fenômenos elétricos transitórios que afetam a diferença de potencial em seus terminais (ver circuitos série RL e RC).

Comportamento em corrente alternada

Ao conectar uma corrente alternada senoidal v(t) a um capacitor, fluirá uma corrente i(t), também senoidal, que o carregará, causando uma queda de tensão em seus terminais, -v(t), cujo valor absoluto pode ser mostrado igual ao de v(t). Todas as opções acima, uma vez atingido o estado estacionário. Ao dizer que uma corrente “circula” pelo capacitor, deve-se notar que, na realidade, essa corrente nunca passa pelo seu dielétrico. O que acontece é que o capacitor carrega e descarrega na frequência v(t), então a corrente circula externamente entre suas armaduras. Isso se refere à corrente de condução mas, dentro do dielétrico podemos falar da corrente de deslocamento.

O fenômeno físico do comportamento do capacitor em CA pode ser observado na figura 2. Entre 0° e 90° i(t) diminui de seu valor máximo positivo à medida que sua tensão de carga v(t) aumenta, tornando-se nulo quando atinge o valor máximo negativo em 90°, pois a soma das tensões é zero (v(t)+ v(t) = 0) naquele momento. Entre 90° e 180° v(t) diminui, e o capacitor começa a descarregar, diminuindo portanto v(t). A 180° o capacitor está completamente descarregado, atingindo i(t) seu valor negativo máximo. De 180° a 360° o raciocínio é semelhante ao anterior.

De tudo o que foi dito acima, pode-se deduzir que a corrente está 90° à frente da tensão aplicada. Considerando, portanto, um capacitor C, como o da figura 1, ao qual é aplicada uma tensão alternada de valor:.

Pela lei de Ohm, circulará uma corrente alternada, avançada 90° () em relação à tensão aplicada (figura 4), de valor :.

onde . Se o valor efetivo da corrente obtida for representado na forma polar:.

E operando matematicamente:

Portanto, em circuitos CA, um capacitor ideal pode ser assimilado a uma quantidade complexa sem uma parte real e uma parte imaginária negativa:

No capacitor real deve-se levar em consideração a resistência à perda de seu dielétrico, R, e seu circuito equivalente, ou modelo, pode ser o que aparece na figura 4a) ou 4b) dependendo do tipo de capacitor e da frequência em que é trabalhado, embora para análises mais precisas possam ser utilizados modelos mais complexos que os anteriores.

Podemos classificar os capacitores conforme tenham ou não polarização:[7]​.

A capacidade de um capacitor depende da constante dielétrica do material que está entre as placas.[8]​ À direita está uma tabela que mostra a constante dielétrica de diferentes materiais usados ​​para fazer capacitores:[8]​[9]​.

Vamos analisar alguns capacitores feitos de diferentes tipos de materiais.

Capacitores são geralmente usados ​​para:.