Resumo de Física - Associação de capacitores

A associação de capacitores é a combinação de vários capacitores para encontrar um valor específico de capacitância.

A capacitância ou capacidade elétrica é uma grandeza que mede a capacidade de armazenamento de energia em equipamentos e dispositivos elétricos. A sua unidade de medida é o Farad (F).

Vale destacar que a  associação de capacitores ocorre quando não é possível encontrar um certo valor de capacidade elétrica no conjunto de componentes que formam os circuitos elétricos.

Por isso, visando resolver a questão, é possível constituir um capacitor com o valor necessário combinando vários capacitores de outros valores.

Associação de capacitores

A combinação de capacitores mais simples é uma associação em paralelo. Mas como ela é estruturada?

Essa associação é formada por dois condutores, um isolado do outro, criando um novo capacitor. Na física, os condutores são materiais nos quais as cargas elétricas circulam de maneira relativamente livre.

Mas qual a capacitância da referida associação de capacitores? Ao colocar uma determinada carga elétrica no sistema, ela vai ficar principalmente nas faces interiores dos dois capacitores da combinação. Nesse cenário, uma parcela da carga vai ficar no interior do capacitor 1 e a outra no interior do capacitor 2.

Com base nos estudos em eletrostática, na situação de equilíbrio eletrostático, os capacitores têm o mesmo potencial elétrico.

Antes de prosseguir, cabe lembrar que um condutor está em equilíbrio eletrostático quando no seu interior não existe movimento ordenado de elétrons livres, ou seja, não existe corrente elétrica.

De volta para a associação de capacitores em paralelo, a capacitância equivalente da combinação é igual a soma das capacitâncias de todos os capacitores envolvidos.

Combinação em série

Na área da elétrica, outra associação comum é a junção de capacitores em série. O sistema é um pouco mais complexo que o paralelo, pois não é formado apenas por dois condutores.

E qual a função de fazer a associação de capacitores em série? Para além do objetivo de controlar um novo valor de capacitância, essa combinação permite que o circuito elétrico consiga suportar uma tensão elétrica maior que as tensões individuais dos capacitores.

No modelo seriado, cada capacitor vai ter um valor de tensão elétrica. No entanto, é preciso ter atenção para que a tensão de um capacitor não seja maior que o valor nominal da tensão do circuito, pois isso vai provocar a destruição do componente capacitivo.

Outro aspecto importante da associação em série é que a armadura negativa do capacitor está ligada com a armadura positiva do capacitor seguinte. Nessa organização, a capacitância equivalente é determinada pelo produto dividido pela soma das capacitâncias individuais.

Por fim, como proceder no caso de circuitos que apresentam capacitores organizados de forma mista, ou seja, em série e em paralelo?

Com o objetivo tornar viável a contagem, é necessário calcular primeiro a capacitância da associação que ficou em paralelo. Em seguida, é realizada a conta da associação em série.

Aplicação dos capacitores

Como o capacitor é um dispositivo que permite armazenar cargas elétricas, é aplicado nos mais diversos tipos de circuitos elétricos. Esses componentes estão presentes em equipamentos como:

  • Televisores;
  • Máquinas fotográficas;
  • Computadores;
  • Videogames.

Os capacitores ainda têm funções como a determinação da frequência de operação de um circuito, a filtragem de corrente elétrica, a filtragem de sinais.

Na comparação com as baterias, o capacitor é mais rápido no processo de descarga da energia acumulada. Ele também é aplicado em situações em que as baterias não podem ser utilizadas, a exemplo da divisão de frequências e suavização dos sinais elétricos.

A relação entre capacitores e baterias não está presente apenas em situações de trocas, pois os componentes elétricos podem atuar de forma conjunta, ampliando a eficiência de um dispositivo.

Esse é o caso do caso do flash de uma máquina fotográfica. Como a bateria não é capaz de fornecer toda a energia necessária para a lâmpada do sistema fotográfico, o dispositivo tem um capacitor.

O capacitor do flash consegue liberar energia de forma rápida, instantânea. Então, quando o flash é ligado, esse elemento capacitivo é carregado, usando um pouco da energia da bateria da máquina fotográfica.

Com isso, depois que o botão do disparo é acionado, o flash puxa a energia descarregada pelo capacitor e envia para a lâmpada, fazendo o aparelho acender e apagar rapidamente.

Os circuitos de acender e apagar lâmpadas geralmente têm a associação de capacitores, dada a relevância desses componentes para tal finalidade.

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