Associação de capacitores

A associação de capacitores é uma forma de organizar os capacitores conectando-os, de modo que a sua capacitância total mude para valores maiores ou menores. Quando associamos capacitores em série, a sua capacitância é dada pela relação produto pela soma, quando associados em paralelo, as suas capacitâncias somam-se.

Tópicos deste artigo

• 1 - Capacitores
• 2 - Capacitância
• 3 - Associação de capacitores em série
  • Fórmula
• 4 - Associação de capacitores em paralelo
  • Fórmula
• 5 - Associação mista de capacitores
• 6 - Exercícios resolvidos

Capacitores

Capacitores são dispositivos eletrônicos bastante simples, usados para o armazenamento de cargas. Quando uma diferença de potencial é aplicada entre os terminais de um capacitor, cargas elétricas são acumuladas entre as suas armaduras. Os capacitores são largamente utilizados em dispositivos eletrônicos para fornecer-lhes grandes quantidades de cargas elétricas. Para saber mais sobre esse assunto, leia nosso texto: O que é um capacitor?

Na figura, temos um capacitor de placas paralelas condutoras.

Capacitância

Capacitância é a grandeza física que mede a quantidade de cargas que um capacitor pode armazenar para uma determinada diferença de potencial. A unidade de medida de capacitância, no SI, é o Farad (F).

A fórmula usada para o cálculo da capacitância é mostrada na figura a seguir, confira:

C — capacitância (F)

Q — carga armazenada (C)

U — potencial elétrico (V)

Para os capacitores de placas paralelas, um dos tipos mais simples de capacitores, é possível determinar sua capacitância usando uma fórmula que relaciona sua área e a distância entre suas placas, confira:

A — área da placa do capacitor

d — distância entre as placas do capacitor

ε₀ — permissividade elétrica do vácuo

Veja também: Circuitos elétricos

Associação de capacitores em série

Na associação de capacitores em série, conectamos dois ou mais capacitores no mesmo ramo (fio) de um circuito, de modo que as cargas elétricas armazenadas nas armaduras de cada capacitor sejam iguais. Nesse tipo de associação, a armadura do capacitor que é carregada com carga positiva é ligada à armadura carregada com carga negativa do capacitor seguinte. Na associação de capacitores em série, a capacitância equivalente é determinada pelo produto dividido pela soma das capacitâncias individuais.

Fórmula

Para calcularmos a capacitância dos N capacitores associados em série, por meio da equação seguinte, é necessário que resolvamos o MMC entre os denominadores, observe:

C_eq — capacitância equivalente

C₁, C₂, C_N — capacitâncias dos capacitores associados

No entanto, caso queiramos calcular a capacitância equivalente para a associação entre apenas dois capacitores, podemos usar um recurso facilitador:

A fórmula só deve ser usada para dois capacitores por vez.

Saiba mais: Eletrostática

Associação de capacitores em paralelo

Na associação de capacitores em paralelo, o potencial elétrico é igual para todos os capacitores. Nesse tipo de associação, ligam-se dois ou mais capacitores em diferentes ramos de um circuito, de forma que esses ramos sejam conectados por um único nó. Na associação de capacitores em paralelo, a capacitância equivalente é calculada pela soma das capacitâncias individuais.

Fórmula

Para calcularmos a capacitância equivalente de capacitores associados em paralelo, basta somarmos suas capacitâncias individuais, como mostra a fórmula:

Veja também: O que é um dielétrico?

Associação mista de capacitores

A associação mista de capacitores caracteriza-se pela utilização de ligações em série e em paralelo em um mesmo circuito. Para determinarmos a capacitância equivalente de capacitores ligados nesse tipo de associação, devemos resolver, primeiramente, a associação em série, e depois, a associação em paralelo.

Exercícios resolvidos

1) Três capacitores de capacitâncias iguais a 2,0 μF, 3,0 μF e 1,0 μF são associados em paralelo. Determine a capacitância equivalente dessa associação e assinale a alternativa correta:

a) 12 μF

b) 7,5 μF

c) 2,0 μF

d) 1,2 μF

e) 6,0 μF

Resolução:

Para calcularmos a capacitância equivalente da associação em paralelo, usamos a soma das capacitâncias individuais:

Gabarito: Letra E

2) Dois capacitores, de capacitâncias iguais a 8,0 μF e 2,0 μF, são ligados em série. Determine a capacitância equivalente dessa associação e assinale a alternativa correta:

a) 1,6 μF

b) 2,0 μF

c) 4,0 μF

d) 6,0 μF

e) 12,0 μF

Resolução:

Como queremos calcular a capacitância equivalente de dois capacitores ligados em paralelo, podemos utilizar o produto pela soma das capacitâncias individuais, observe:

Gabarito: Letra A

Por Me. Rafael Helerbrock