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Condensador

Condensador

O condensador serve para armazenar energia elétrica em forma de carga elétrica.

Física

Palavras-chave

condensador, voltagem, carga, flash, comboio, armamento, isolador, capacidade, campo elétrico, corrente elétrica, energia, corrente alternada, corrente, circuito, fonte de energia, izolator, corrente contínua, eletro, elétrico, elétrodo, eletrão, física, circuito integrado, técnica

Extras relacionados

Cenas

Princípio de funcionamento

  • fonte de alimentação
  • condensador - Um dispositivo que permite armazenar carga elétrica e assim energia elétrica.
  • consumidor

Tipos de condensadores

  • supercondensador - Condensador elétrico de dupla camada: um condensador electroquímico com uma capacitância muito maior do que outros condensadores (milhares de vezes mais elevada). O uso deste tipo de condensador está a tornar-se mais comum; é usado onde uma grande quantidade de carga elétrica tem de ser libertada muito rapidamente. É usado, por exemplo, para dar energia aos flash de câmeras, para armazenar a energia da travagem em carros, ou para arrancar o motor em locomotivas.
  • condensador de eletrólito - Neste tipo de condensador, um dos elétrodos é uma placa de metal. O óxido metálico que se forma na superfície das placas atua como dielétrico, enquanto o outro elétrodo é um líquido ou um electrólito em gel. As áreas de aplicação principais são fontes de alimentação e motherboards de computadores.
  • condensador de mica - Neste tipo de condensador o dielétrico colocado entre as placas é féito de mica.
  • condensador cerâmico - Contém um dielétrico cerâmico. Este tipo de condensador é produzido em grandes quantidades.

Estrutura

O condensador é um dispositivo em que a energia pode ser acumulada e armazenada em forma de carga elétrica.

O condensador mais simples é o condensador plano que consiste em duas placas de metal paralelas, separadas por um material isolante. As placas de metal funcionam como elétrodos. O material isolante é chamado de dielétrico; o seu papel é separar os elétrodos e aumentar a capacidade do condensador, isto é, a quantidade de carga elétrica que pode armazenar.

Carregamento

  • placas - Elétrodos de metal com grande superfície.
  • dielétrico - Um material isolante que separa as placas. Pode aumentar a capacitância do condensador, isto é, a sua capacidade para armazenar carga elétrica. Um dielétrico pode ser caraterizado pela sua capacitância relativa: o rácio entre a quantidade de carga elétrica armazenada por um condensador usando esse dielétrico e a carga de uma condensador comparável em que o dielétrico é o vácuo.
  • linhas de campo elétrico - São linhas imaginárias, utilizadas para ilustrar a estrutura dos campos elétricos. As suas densidades indicam a intensidade do campo elétrico.
  • carga (Q)
  • tensão (U)
  • capacidade (C)
  • C=Q/U

O condensador pode ser carregado usando uma fonte externa de eletricidade. Durante este processo, as cargas negativas migram de um elétrodo para o outro. Devido à diferença de carga, forma-se um campo elétrico, e, portanto, uma tensão entre os dois elétrodos.

A tensão entre as duas placas depende do trabalho necessário para deslocar uma unidade de carga de uma placa para a outra no campo elétrico.

Área das placas

  • carga (Q)
  • tensão (U)
  • capacidade (C)
  • C=Q/U

A capacidade de um condensador depende de vários fatores, bem como da sua forma, tamanho, e da distância entre as placas e o material do dielétrico. A capacidade não apenas refere à quantidade de carga que pode armazenar mas também a tensão necessária para armazenar uma certa quantidade de carga.

Já que a tensão entre as placas é diretamente proporcional à quantidade de carga que podem armazenar, o quociente destes é constante. Este quociente é a capacidade, isto é: C=Q/U

A capacidade de um condensador pode ser aumentada de várias maneiras. Uma das maneiras é aumentar a área das placas. A capacidade é diretamente proporcional à superfície das placas, isto é, se a sueprfície das placas é duplicada, a capacidade é também duplicada.

Separação das placas

  • carga (Q)
  • tensão (U)
  • capacidade (C)
  • C=Q/U

Outra forma de aumentar a capacidade do condensador é diminuir a distância entre as placas. Desta forma, a tensão diminui mas a quantidade de carga continua a ser a mesma.

Dielétrico

  • carga (Q)
  • tensão (U)
  • capacidade (C)
  • C=Q/U

A capacidade é também fortemente afetada pela constante dielétrica do dielétrico entre as placas.

Se o dielétrico entre as placas não é um vácuo mas um material isolante, a intensidade do campo elétrico diminui com a tensão, embora não se altere a quantidade de carga. Isto é porque ocorre uma distribuição de carga no dielétrico, produzindo uma tensão. A direção da tensão do material isolante é oposta à tensão entre as placas. O uso de um material isolante, portanto, resulta na diminuição da tensão entre as placas, aumentando a capacidade.

A constante dielétrica do vácuo é 1; a do ar pode também ser considerada como 1. A constante dielétrica relativa do polietileno é 2, isto é, usando o polietileno como dielétrico permite ao condensador armazenar o dobro da carga elétrica do que seria possível se o ar fosse usado entre as placas. Se for usado papel entre as placas em vez de ar, a capacidade é mais do triplo, uma vez que a constante dielétrica do papel é 3,3.

Condensadores em uso

  • flash da câmera - Se precisamos de uma alta corrente elétrica num aparelho de repente, p. ex. para arrancar o carro ou fazer funcionar um grande altifalante ou ao utilizar um flash de câmera, pode ajudar um condensador uma vez que pode libertar a energia armazenada rapidamente. Já que o carregamento do condensador requer algum tempo, é preciso esperar um pouco antes de poder utilizar o flash de câmera de novo.
  • telemóvel - Os condensadores são também utilizados nos carregadores de telemóvel e nas fontes de alimentação durante a rectificação da corrente alternada para atenuar a tensão pulsante do rectificador. Nas unidades receptoras dos rádios e telemóveis, é utilizado um condensador com capacidade variável para afinar a frequência do circuito oscilador, ligado à antena.
  • memória de computador - Os condensadores podem ser encontrados na maioria dos aparelhos elétricos. Aqui estão alguns exemplos. Os módulos de memória dos computadores (RAM) e certas cartões de memória (p.ex. SD) são constituídos por mil milhões de condensadores microscópicos. Estes armazenam informações em forma de cargas.

Os condensadores podem ser encontrados na maioria dos aparelhos elétricos. Aqui estão alguns exemplos.

Os módulos de memória dos computadores (RAM) e certas cartões de memória (p.ex. SD) são constituídos por mil milhões de condensadores microscópicos. Estes armazenam informações em forma de cargas.

Se precisamos de uma alta corrente elétrica num aparelho de repente, p. ex. para arrancar o carro ou fazer funcionar um grande altifalante ou ao utilizar um flash de câmera, pode ajudar um condensador uma vez que pode libertar a energia armazenada rapidamente. Já que o carregamento do condensador requer algum tempo, é preciso esperar um pouco antes de poder utilizar o flash de câmera de novo.

Os condensadores são também utilizados nos carregadores de telemóvel e nas fontes de alimentação durante a rectificação da corrente alternada para atenuar a tensão pulsante do rectificador.

Nas unidades receptoras dos rádios e telemóveis, é utilizado um condensador com capacidade variável para afinar a frequência do circuito oscilador, ligado à antena.

Narração

O condensador é um dispositivo em que a energia pode ser acumulada e armazenada em forma de carga elétrica.

O condensador mais simples é o condensador plano que é formado por duas placas de metal paralelas, separadas por um material isolante. As placas de metal funcionam como elétrodos. O material isolante é chamado de dielétrico; o seu papel é separar os elétrodos e aumentar a capacidade do condensador, isto é, a quantidade de carga elétrica que pode armazenar.

O condensador pode ser carregado usando uma fonte externa de eletricidade. Durante este processo, as cargas negativas migram de um elétrodo para o outro. Devido à diferença de carga, forma-se um campo elétrico, e, portanto, uma tensão entre os dois elétrodos.

A tensão entre as duas placas depende do trabalho necessário para deslocar uma unidade de carga de uma placa para a outra no campo elétrico.

A capacidade de um condensador depende de vários fatores, bem como da sua forma, tamanho, e da distância entre as placas e o material do dielétrico. A capacidade não apenas refere à quantidade de carga que pode armazenar mas também a tensão necessária para armazenar uma certa quantidade de carga.

Já que a tensão entre as placas é diretamente proporcional à quantidade de carga que podem armazenar, o quociente destes é constante. Este quociente é a capacidade.

A capacidade de um condensador pode ser aumentada de várias maneiras. Uma das maneiras é aumentar a área das placas. A capacidade é diretamente proporcional à superfície das placas, isto é, se a sueprfície das placas é duplicada, a capacidade é também duplicada.

Outra forma de aumentar a capacidade do condensador é diminuir a distância entre as placas. Desta forma, a tensão diminui mas a quantidade de carga continua a ser a mesma.

A capacidade é também fortemente afetada pela constante dielétrica do dielétrico entre as placas.

Se o dielétrico entre as placas não é um vácuo mas um material isolante, a intensidade do campo elétrico diminui com a tensão, embora não se altere a quantidade de carga. Isto é porque ocorre uma distribuição de carga no dielétrico, produzindo uma tensão. A direção da tensão do material isolante é oposta à tensão entre as placas. O uso de um material isolante, portanto, resulta na diminuição da tensão entre as placas, aumentando a capacidade.

A constante dielétrica do vácuo é 1; a do ar pode também ser considerada como 1. A constante dielétrica relativa do polietileno é 2, isto é, usando o polietileno como dielétrico permite ao condensador armazenar o dobro da carga elétrica do que seria possível se o ar fosse usado entre as placas. Se for usado papel entre as placas em vez de ar, a capacidade é mais do triplo, uma vez que a constante dielétrica do papel é 3,3.

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