Capítulo 5 - CAPACITÂNCIA E CAPACITORES
CAPACITORES COM DIELÉTRICOS
A rigor, o título desta seção pode causar alguma confusão, porque sendo o ar, em condições normais, dielétrico , qualquer capacitor terá um dielétrico entre suas placas. O que se quer enfocar aqui é o que acontece quando, ao invés do ar, coloca-se outro dielétrico entre as placas do capacitor. Esse problema foi abordado pela primeira vez por Faraday, por volta de 1837. Vamos discutir duas das suas experiências para investigar o efeito de diferentes dielétricos sobre o comportamento de um capacitor.
 Figura 5.6a |
Na Figura 5.6(a) temos um capacitor carregado com carga Q. O dielétrico entre as placas é o ar. Um voltímetro está sendo usado para medir a diferença de potencial entre as placas. Como o voltímetro é um dispositivo com grande resistência interna, segue-se que o capacitor está isolado, pelo menos para efeitos práticos. Portanto, a carga acumulada permanecerá constante. |
 Figura 5.6b |
Suponha que um dielétrico seja colocado entre as placas. Pelo que sabemos, é fácil concluir que a polarização resultará num excesso de cargas negativas na parte superior do dielétrico, e igual quantidade de cargas positivas na parte inferior, como ilustrado na Figura 5.6(b). O campo efetivo entre as placas diminuirá, provocando a diminuição do potencial. |
A eq. (5.1), Q=CV, implica que a capacitância deve aumentar, em relação à
capacitância do capacitor com ar. Então,
Para o vácuo, k=1, e para o ar, k=1,00054. Nesta experiência, o capacitor está sendo carregado por uma bateria, de modo que a diferença de potencial entre as placas, dada pela ddp da bateria, é constante.
A introdução de um dielétrico entre as placas [Figura 5.7(b)] resulta na redução da diferença de potencial. Como a baterial fornece uma ddp constante, isso implica no aumento de Q. Da eq. (5.1), conclui-se que C deve aumentar, como no caso da experiência anterior.
 Figura 5.7a |
 Figura 5.7b |
 Figura 5.7c |
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