FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF. WILLIAM COSTA3º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IVida e ambiente

CONTEÚDOS E HABILIDADES

2

Aula 5.2Conteúdos

• Associação de capacitores em paralelo – características e aplicações

• Associação mista de capacitores – características e aplicações

CONTEÚDOS E HABILIDADES

3

HabilidadeAplicar em situações-problema as associações de capacitores em paralelo e mista.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

4

Capacitância (C)

C =Qd

REVISÃO

5

Associação de Capacitores em Série • A tensão total é a soma das tensões parciais:

• O capacitor equivalente é dado por:

U = U1 + U2 + U3

1 1 1 1Ceq C1 C2 C3

= + +

REVISÃO

6

Tapete vermelho

DESAFIO DO DIA

7

No vídeo, observamos uma sessão de fotos no tapete vermelho do Grammy 2019. Os flashs das lâmpadas fotográficas tradicionais, precisam de uma quantidade de energia para funcionar, portanto é necessário um dispositivo que armazene energia e descarregue na lâmpada produzindo o flash. Que dispositivo seria esse?

DESAFIO DO DIA

8

Associação de Capacitores em ParaleloA diferença de potencial é a mesma para todos os capacitores.

AULA

9

A quantidade de carga total é igual a soma das quantidades parciais de carga elétrica:

Q = Q1 + Q2 + Q3

AULA

10

O capacitor equivalente é dado por:

Ceq = C1 + C2 + C3

AULA

11

Funcionamento deum capacitor

AULA

12

Exemplo

Determine:a) a ddp em cada capacitor.b) a quantidade de carga elétrica em cada capacitor e a quantidade de carga elétrica total.c) A capacitância equivalente.

AULA

13

a) A ddp é a mesma em todos os capacitores:U1 = U2 = U3 = 50V

PREVIEWAULA

14

b) Q = C . U

Q1 = 5 . 10-6 . 50 = 250 . 10-6 CQ2 = 10 . 10-6 . 50 = 500 . 10-6 CQ3 = 3 . 10-6 . 50 = 150 . 10-6 C

Logo,Q = 900 . 10-6 C = 900 μ

PREVIEWAULA

15

c) Ceq = C1 + C2 + C3

Ceq = 5 + 10 + 3 = 18 μF

PREVIEWAULA

16

Associação Mista de CapacitoresNa associação de capacitores mista são encontrados capacitores ligados em série ou de forma paralela.Por esse motivo, o cálculo da associação de capacitores mista deve ser feito em partes.

AULA

17

Primeiro, calcula-se a capacitância da associação em paralelo.Após obter esse valor, calcula-se a capacitância da associação em série.

AULA

18

1. A figura a seguir apresenta uma associação mista entre três capacitores, C1, C2 e C3. Sendo suas respectivas capacitâncias 1 pF, 2pF e 3 pF, calcule a capacitância equivalente aproximada do conjunto.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

19

2. Duas associações, uma em série e outra em paralelo, ambas compostas por capacitores com a mesma capacitância. Qual das associações permite o maior armazenamento de carga elétrica?

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

20

Gabarito1. a) Os capacitores em paralelo:C = 2 + 3 = 5 pF

INTERATIVIDADE

21

b) Os capacitores em série:

1

1

1

1

1

6

1

1

1Ceq

Ceq

Ceq

C1

1

5

Ceq = 5/6 = 0,8pF

C2

5

C3

=

=

=

+

+

+

INTERATIVIDADE

22

Gabarito2. A associação em paralelo, pois as capacitâncias parciais se somam.

INTERATIVIDADE

23

Associação em série de capacitoresCapacitores ligados em série possuem seu polo positivo ligado ao polo negativo do próximo capacitor e assim sucessivamente:O objetivo de associar capacitores é conseguir um valor de capacitância equivalente que seja adequado para as especificações do circuito.

RESUMO DO DIA

24

Características de uma associação em série

RESUMO DO DIA

25

• A carga elétrica acumulada na associação é sempre constante;

QT = Q1 = Q2 = Q3 = ... = Qn

• A diferença de potencial (ddp) é dividida entre os capacitores da associação;

ΔVT = ΔV1 + ΔV2 + ΔV3 + ... + ΔVn

RESUMO DO DIA

26

QT = Q1 + Q2 + Q3

Ceq C1 C2 C3

1 1 1 1Ceq C1 C2 C3

= + +

como carga constante, temos:

A capacitância equivalente da associação, é deduzida considerando-se as características da associação:ΔVT = ΔV1 + ΔV2 + ΔV3; como ΔV = Q , temos:

C

RESUMO DO DIA

27

Observação:Caso a associação tenha apenas dois capacitores podemos calcular a capacitância equivalente por:

Caso tenhamos uma associação com n capacitores iguais, podemos calcular a capacitância equivalente por:

C1 . C2

C

C1 + C2

n

Ceq =

Ceq =

RESUMO DO DIA

28

Associação de Capacitores em Paralelo • A diferença de potencial é a mesma para todos os

capacitores. • A quantidade de carga total é igual a soma das

quantidades parciais de carga elétrica:

Q = Q1 + Q2 + Q3

O capacitor equivalente é dado por:

Ceq = C1 + C2 + C3

RESUMO DO DIA

29

Os capacitores são dispositivos elétricos que tem a capacidade de acumular uma certa quantidade de carga elétrica durante um intervalo de tempo curto. Que fatores, além da diferença de potencial que estão submetidos, podem influenciar nessa capacidade de acumular carga?

DESAFIO DO DIA

30

Tapete vermelho

DESAFIO DO DIA

31

No vídeo, observamos uma sessão de fotos no tapete vermelho do Grammy 2019. Os flashs das lâmpadas fotográficas tradicionais, precisam de uma quantidade de energia para funcionar, portanto é necessário um dispositivo que armazene energia e descarregue na lâmpada produzindo o flash. Que dispositivo seria esse?

DESAFIO DO DIA

32