Fatores que afetam a capacitância

Existem três fatores básicos na construção do capacitor que determinam a quantidade de capacitância criada. Todos esses fatores ditam a capacitância, afetando quanto fluxo de campo elétrico (diferença relativa de elétrons entre as placas) se desenvolverá para uma determinada quantidade de força de campo elétrico (voltagem entre as duas placas):

ÁREA DA PLACA :Todos os outros fatores sendo iguais, maior área da placa dá maior capacitância; menos área da placa dá menos capacitância.

Explicação: Uma área maior da placa resulta em mais fluxo de campo (carga coletada nas placas) para uma determinada força de campo (voltagem nas placas).



ESPAÇAMENTO DA PLACA :Todos os outros fatores sendo iguais, o maior espaçamento das placas resulta em menos capacitância; o espaçamento mais próximo das placas proporciona maior capacitância.

Explicação: O espaçamento mais próximo resulta em uma força de campo maior (tensão no capacitor dividida pela distância entre as placas), o que resulta em um fluxo de campo maior (carga coletada nas placas) para qualquer tensão aplicada nas placas.



MATERIAL DIELÉTRICO :Todos os outros fatores sendo iguais, uma maior permissividade do dielétrico dá uma maior capacitância; menos permissividade do dielétrico dá menos capacitância.

Explicação: Embora seja complicado de explicar, alguns materiais oferecem menos oposição ao fluxo de campo para uma determinada quantidade de força de campo. Materiais com uma maior permissividade permitem mais fluxo de campo (oferecem menos oposição) e, portanto, uma maior carga coletada, para qualquer quantidade de força de campo (voltagem aplicada).



Permissividade “relativa” significa a permissividade de um material, em relação ao vácuo puro. Quanto maior for o número, maior será a permissividade do material. O vidro, por exemplo, com uma permissividade relativa de 7, tem sete vezes a permissividade de um vácuo puro e, conseqüentemente, permitirá o estabelecimento de um fluxo de campo elétrico sete vezes mais forte que o do vácuo, todos os outros fatores sendo iguais. A seguir está uma tabela que lista as permissividades relativas (também conhecidas como a "constante dielétrica") de várias substâncias comuns:

Material
Permissividade relativa (constante dielétrica) Vácuo1.0000Air1.0006PTFE, FEP (“Teflon”) 2.0Polipropileno2.20 a 2.28ABS resin2.4 a 3.2Polistireno2.45 a 4.0 Papel encerado 2.5 Óleo de transformador 2.5 a 4 Borracha dura 2.5 a 4.80Madeira (Carvalho) 3.3Silicones3. 4 a 4,3Bakelite 3,5 a 6,0Quartz, fundido 3,8Madeira (bordo) 4,4Glass4,9 a 7,5Óleo de castor 5,0Madeira (Bétula) 5,2Mica, muscovite 5,0 a 8,7 mica ligada a vidro 6,3 a 9,3Porcelana, Esteatite 6,5Alumina8 0,0 a 10,0 Água destilada 80,0 Bário-estrôncio-titanita 7500
Uma aproximação da capacitância para qualquer par de condutores separados pode ser encontrada com esta fórmula:



Um capacitor pode ser tornado variável em vez de fixo em valor, variando qualquer um dos fatores físicos que determinam a capacitância. Um fator relativamente fácil de variar na construção do capacitor é a área da placa, ou mais apropriadamente, a quantidade de sobreposição da placa.

A fotografia a seguir mostra um exemplo de um capacitor variável usando um conjunto de placas de metal intercaladas e um entreferro como material dielétrico:



Conforme o eixo é girado, o grau em que os conjuntos de placas se sobrepõem variará, mudando a área efetiva das placas entre as quais um campo elétrico concentrado pode ser estabelecido. Este capacitor em particular tem uma capacitância na faixa do picofarad e é usado em circuitos de rádio.

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