Capacitância
Um capacitor é um dispositivo que armazena carga elétrica em dois condutores separados, como um par de placas de metal. Quanto mais tensão você aplica nele, mais carga se acumula — e a capacitância diz exatamente quanta carga você obtém por cada volt. Placas maiores ou uma lacuna menor entre elas deixam um capacitor armazenar mais carga na mesma tensão.
A fórmula
Q = C · V
- Q — carga (C): a quantidade de carga elétrica armazenada no capacitor
- C — capacitância (F): quanta carga o capacitor armazena por volt aplicado
- V — tensão (V): o empurrão elétrico, ou diferença de potencial, através do capacitor
Exemplo resolvido
Um capacitor com capacitância de 3 farads é conectado através de uma bateria de 4 volts. Quanta carga ele armazena?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
Teste-se
O mesmo capacitor de 3 farads é agora conectado a uma bateria de 6 volts em vez disso. Quanta carga ele armazena?
- 24 C
- 2 C
- Resposta correta: 18 C
Certo! Q = C × V, então 3 F × 6 V = 18 C.
Para um capacitor de placas paralelas, se você dobrar a área das placas mas mantiver a lacuna igual, o que acontece com a capacitância?
- Resposta correta: Ela dobra
- Ela permanece a mesma
- Ela é cortada pela metade
Exatamente! C = ε₀A / d, então dobrar a área da placa A dobra a capacitância.
Onde você vê isso
A tela de toque de um smartphone é uma grade de capacitores minúsculos: a presença do seu dedo muda a capacitância local, e o telefone lê qual ponto mudou. Os chips de memória de computador são bilhões de capacitores microscópicos, cada um retendo carga para um bit lógico — carregado ou não, um ou zero.
Erros comuns
A confusão central é sobre o que é a capacitância: C é uma propriedade da geometria do dispositivo — área das placas e separação entre elas, C = ε₀A / d — não algo que cresce porque você o carregou mais. Com a capacitância fixa, a carga simplesmente acompanha a tensão, Q = C · V: um capacitor de 3 F numa bateria de 6 V armazena 18 C, o dobro do que armazena em 3 V. E uma separação maior enfraquece um capacitor — as placas precisam estar mais próximas, não mais distantes, para reter mais carga na mesma tensão.
Como se conecta
A tensão num capacitor existe porque a carga está empilhada contra a lei de Coulomb — esse empurrão armazenado é o que a geometria de forças da lição anterior produz em hardware. O módulo de circuitos já encontrou este dispositivo: a constante de tempo RC, τ = R · C, diz quão rápido ele enche. A seguir, as correntes revelam que fazem algo completamente diferente: criam campos magnéticos.