capacitores ou, como guardar energia elétrica de forma relativamente simples
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Capacitores
Ou, como guardar energia elétrica de forma relativamente simples.
Objetivos deste Estudo
• Entender o funcionamento dos capacitores.
• Estudar circuitos de capacitores em série e em paralelo.
• Entender o conceito de dielétrico e a interação do campo elétrico com a matéria.
Mais Sobre a Capacitância.
0
0ab
AQdV Ed C
A d
ab
QC
V Capacitância lhe diz qual o potencial entre
as placas para uma determinada carga guardada.
Duas placas paralelas, vácuo no meio, o campo é dado por:
0 0
QE
A
Para qualquer capacitor no vácuo a capacitância depende apenas das formas, das dimensões e distâncias entre os condutores.
Capacitor Esférico.Casca interna com carga Q e raio ra, casca externa com carga –Q e raio rb.
int
0
QE dA
204
QE
r
0
1 1
4a ba b
QV V
r r
04 a b
ab b a
r rQC
V r r
Capacitores em Série
11
1 21 2
22
1 1ac
ab
cb
QV V
CV V V V Q
Q C CV V
C
Capacitores em Paralelo
1 1
2 2 1 2
1 2
Q CVQ
Q C V C CV
Q Q Q
Energia
2
0 0
1
2
W Q
qdqdW vdq
C
QW dW qdq
C C
221 1
2 2 2
QU CV QV
C
Se definirmos como zero a energia potencial de um capacitor descarregado:
A energia guardada em um capacitor é aquela necessária para mover a carga contra o campo elétrico.É correto afirmar que esta energia é “guardada”no campo elétrico.A energia por unidade de volume em um capacitor de placas paralelas é:
2
20 0
1
2
2
U CVu
Ad AdA E
C ud
V Ed
Vale para qualquer configuração de campo elétrico no vácuo !!!
http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c07_capacitor_energy.html
Dielétricos
Dielétricos aumentam a diferença de potencial máxima, resolvem o problema de separar as placas, aumentam a capacitância.
http://www.chemistrydaily.com/chemistry/Capacitor
00
E
i
0
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Contact
Capacitive Touch Sensors Capacitive sensors are often the preferred solution for touch applications that require good optics, light touch and are vandal resistant. A D Metro's engineering design and high quality manufacturing ensure a superior and cost effective sensor for those applications that have traditionally used capacitive technology.
•Ideal for kiosks, gaming, ATM, etc. •200,000 touch point durability •6.5 Mohs’s hardness rating •Exceeds severe abrasion testing under MIL-C-675C •Contaminant resistant – not affected by dirt and moisture •High clarity and light transmission
Click here for specifications on Capacitive Sensors (PDF)Click here for technical drawings on Capacitive Sensors
TYPE 3: DC CAPACITIVE SENSORS Direct-current (DC) capacitive sensor technology uses a side-by-side array of alternating charged and sensor plates. The alternating plates form the two plates of the capacitor, and the fingerprint valleys and ridges become the dielectric between the plates. The sensor detects variance in dielectric constants between the two to create the print image.
Manufacturing DC capacitive sensors uses the same processes and silicon materials as standard ICs, which reduces thickness and power requirements. Compared with thermal sensors, DC capacitive technology offers better image quality under a wider range of operating conditions. Because the die size is relatively large, however, DC capacitive technology tends to be more expensive than earlier technologies.