Fórmula do circuito capacitor

Um capacitor possui uma capacitância específica. Se a capacitância necessária não estiver disponível, dois ou mais capacitores podem ser conectados para atingir a capacitância desejada. Para conectar capacitores corretamente, é essencial um conhecimento profundo de circuitos com capacitores.

Antes de estudar circuitos com capacitores, primeiro entenda os símbolos. Fórmula do circuito capacitor 1A seguir. As duas linhas verticais no símbolo do capacitor representam os dois condutores em um capacitor de placas paralelas. No símbolo da bateria, a linha vertical mais longa representa o potencial alto (+) e a linha vertical mais curta representa o potencial baixo (-). As linhas horizontais em ambos os símbolos, capacitor e bateria, representam os fios.

Circuito em Série

Fórmula do circuito capacitor 2Dois capacitores conectados como mostrado à esquerda são chamados de capacitores em série. A imagem à direita mostra um capacitor de substituição com capacitância igual à dos dois capacitores conectados em série.

Inicialmente, ambos os capacitores estão descarregados. Após serem conectados à bateria, a placa superior do capacitor C1 que está conectado ao polo positivo da bateria fica carregado positivamente porque os elétrons se movem para fora dele e para a placa inferior do capacitor C.2 O capacitor conectado ao terminal negativo da bateria fica carregado negativamente devido aos elétrons que recebe. Os elétrons, carregados negativamente, movem-se porque são atraídos pelo terminal positivo da bateria, que está carregado positivamente. Esses elétrons são então repelidos pelo terminal negativo da bateria em direção à placa inferior do capacitor C.2Placa superior do capacitor C1 A placa carregada positivamente atrai elétrons da placa superior do capacitor C.2 de modo que os elétrons se movam em direção à placa inferior do capacitor C.1Consequentemente, a placa inferior do capacitor C1 A placa superior do capacitor C fica carregada negativamente e a placa C fica carregada negativamente.2 tornar-se positivamente carregado.

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Carga negativa saindo da placa superior do capacitor C1 a mesma quantidade que a carga negativa que entra na placa inferior do capacitor C2 e a placa superior do capacitor C1 adquire uma carga positiva de magnitude igual à carga negativa que sai dela. Da mesma forma, a carga negativa na placa inferior do capacitor C1 é a mesma que a carga positiva na placa superior do capacitor C.2Assim, cada placa condutora tem a mesma quantidade de carga, mas o sinal é diferente, sendo que a placa superior do capacitor C tem a mesma carga.1 Carregada com +Q, a placa inferior do capacitor C1 Carregada com -Q, a placa superior do capacitor C2 carregada com +Q e a placa inferior do capacitor C2 carregado -Q. Em um circuito em série, a quantidade de carga elétrica no capacitor C1 (Q1) = quantidade carga elétrica no capacitor C2 (Q2) = Q.

E quanto ao potencial elétrico? Em um circuito em série, o potencial elétrico no capacitor de substituição é o mesmo que o potencial elétrico em cada capacitor, V = V.1 + V2. Potencial elétrico no capacitor C1 é V1 = Q/C1, o potencial elétrico no capacitor C2 é V2 = Q/C2 e o potencial elétrico no capacitor de substituição é V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Q/C2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
Se houver três capacitores conectados em série, a fórmula acima se altera para:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Se houver quatro capacitores, adicione 1/C.4Da mesma forma, se houver cinco capacitores, e assim por diante. Esta é a fórmula para determinar a capacitância do capacitor de substituição para capacitores conectados em série.

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Suponha que C1 é 2 e C2 Se λ for 1, então a capacitância do capacitor de substituição é:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Com base nesse cálculo, conclui-se que a capacitância do capacitor de substituição é menor que a capacitância de cada capacitor conectado em série.

Circuito Paralelo

Fórmula do circuito capacitor 3Dois capacitores conectados como mostrado à esquerda são chamados de capacitores em paralelo. A imagem à direita mostra um capacitor equivalente com capacitância igual à dos dois capacitores conectados em paralelo.

Placa superior do capacitor C1 e C2 conectada ao polo positivo da bateria, de modo que essas duas placas tenham um alto potencial elétrico. Enquanto isso, a placa inferior do capacitor C1 e C2 conectado ao polo negativo da bateria, de modo que essas duas placas também tenham baixo potencial elétrico. Portanto, pode-se concluir que cada capacitor conectado em paralelo tem a mesma diferença de potencial que a diferença de potencial da bateria (V).1 = V2 = V).

Quando dois capacitores em paralelo são conectados a uma bateria, o polo positivo da bateria atrai elétrons para a placa superior, enquanto o polo negativo da bateria repele elétrons para a placa inferior, fazendo com que os elétrons se movam da placa superior para a placa inferior. As duas placas superiores perdem elétrons, ficando carregadas positivamente, e as duas placas inferiores ganham elétrons, ficando carregadas negativamente. A transferência de elétrons cessa quando a diferença de potencial entre as duas placas condutoras se iguala à diferença de potencial da bateria.

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Placa superior do capacitor C1 e a placa inferior do capacitor C1 As placas superior e inferior do capacitor C possuem a mesma carga elétrica, mas sinais opostos. Da mesma forma, a placa superior do capacitor C...2 e a placa inferior do capacitor C2 O capacitor armazena uma carga elétrica de mesma magnitude, mas com sinais opostos. Se a carga elétrica armazenada no capacitor C1 é Q1 e a carga elétrica armazenada no capacitor C2 é Q2 Então, a quantidade de carga elétrica armazenada nos dois capacitores conectados em paralelo é Q = Q.1 + Q2Portanto, a carga elétrica total em capacitores conectados em paralelo é igual à soma das cargas em cada capacitor.

A magnitude da carga elétrica em cada capacitor conectado em paralelo é calculada usando a equação Q.1 = C1 ΔV e Q2 = C2 A magnitude da carga elétrica no capacitor de substituição é calculada usando a equação Q = C ΔV, onde Q é a carga elétrica, C é a capacitância e ΔV é a diferença de potencial elétrico. A equação Q = Q1 + Q2 reformulado substituindo Q:
Q = Q1 + Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 + C2)
C = C1 + C2
A diferença de potencial ΔV é a mesma e, portanto, é eliminada da equação.
Se houver três capacitores conectados em paralelo, a fórmula acima se altera para:
C = C1 + C2 + C3
Se houver quatro capacitores, então C é adicionado.4Da mesma forma, se houver cinco capacitores, e assim por diante. Esta é a fórmula para determinar a capacitância do capacitor de substituição para capacitores conectados em paralelo.

Suponha que C1 é 2 e C2 Se λ for 1, então a capacitância do capacitor de substituição é:
C = C1 + C2 = 2 + 1 = 3
Com base nesse cálculo, conclui-se que a capacitância do capacitor de substituição é maior que a capacitância de cada capacitor conectado em paralelo.

 

 

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