Calculadora de Capacitância

Categoria: Física
- 30 de maio de 2025
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Calcule a capacitância de vários tipos e configurações de capacitores. Este calculador suporta capacitores de placas paralelas, cilíndricos, esféricos e capacitores em conexões em série ou paralelo.

Selecione o Tipo de Capacitor

Opções Avançadas

Sobre a Capacitância

A capacitância é uma medida da capacidade de um capacitor de armazenar carga elétrica para uma dada diferença de potencial (tensão). A unidade SI de capacitância é o farad (F), que é igual a um coulomb por volt (C/V).

Capacitor de Placas Paralelas

Um capacitor de placas paralelas consiste em duas placas condutoras paralelas separadas por um material dielétrico.

  • Fórmula: C = ε₀εᵣA/d
  • ε₀: Permissividade do espaço livre (8.85 × 10⁻¹² F/m)
  • εᵣ: Permissividade relativa (constante dielétrica) do material entre as placas
  • A: Área de sobreposição das placas
  • d: Distância entre as placas
Capacitor Cilíndrico

Um capacitor cilíndrico consiste em dois condutores cilíndricos coaxiais separados por um material dielétrico.

  • Fórmula: C = 2πε₀εᵣL/ln(b/a)
  • L: Comprimento dos cilindros
  • a: Raio do cilindro interno
  • b: Raio do cilindro externo
  • ln(b/a): Logaritmo natural da razão do raio externo para o interno
Capacitor Esférico

Um capacitor esférico consiste em duas cascas condutoras esféricas concêntricas separadas por um material dielétrico.

  • Fórmula: C = 4πε₀εᵣab/(b-a)
  • a: Raio da esfera interna
  • b: Raio da esfera externa
Capacitores em Série

Quando os capacitores estão conectados em série, o recíproco da capacitância equivalente é igual à soma dos recíprocos das capacitâncias individuais.

  • Fórmula: 1/C_eq = 1/C₁ + 1/C₂ + ... + 1/Cₙ
  • A capacitância equivalente é sempre menor que a menor capacitância individual
Capacitores em Paralelo

Quando os capacitores estão conectados em paralelo, a capacitância equivalente é a soma das capacitâncias individuais.

  • Fórmula: C_eq = C₁ + C₂ + ... + Cₙ
Energia Armazenada em um Capacitor

A energia armazenada em um capacitor carregado é:

  • Fórmula: E = ½CV²
  • C: Capacitância
  • V: Tensão no capacitor
Materiais Dieétricos Comuns
Material Constante Dieétrica (εᵣ) Tensão de Quebra (MV/m)
Vácuo 1.0 -
Ar 1.0006 3
Papel 2.0-4.0 16
Polietileno 2.1 50
Polipropileno 2.2 40
PVC 3.4 14
Mica 5.0 100
Vidro 5.0-10.0 14
Cerâmica 20-12000 8
Água 80.0 -
Aplicações de Capacitores
  • Armazenamento de Energia: Armazenar e liberar energia elétrica rapidamente, como em flashes de câmeras
  • Condicionamento de Energia: Suavizar flutuações de tensão em fontes de alimentação
  • Acoplamento/Desacoplamento de Sinais: Bloquear DC enquanto permite que AC passe
  • Filtros: Criar circuitos seletivos de frequência
  • Sintonia: Selecionar frequências específicas em circuitos de rádio
  • Temporização: Criar atrasos de tempo em circuitos
  • Sensores: Detectar mudanças de posição, pressão ou umidade

O que é um Calculador de Capacitância?

O Calculador de Capacitância é uma ferramenta online fácil de usar que ajuda você a determinar a capacitância de diferentes tipos de capacitores. Seja trabalhando com um capacitor de placas paralelas básico ou uma configuração mais complexa, como cilíndrica ou esférica, esta ferramenta fornece resultados rápidos e claros.

Ela também calcula a capacitância total para combinações de capacitores conectados em série ou paralelo, e até estima a energia armazenada quando uma tensão é aplicada.

Fórmulas de Capacitância Utilizadas

Capacitor de Placas Paralelas:
\( C = \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{A}{d} \)
Capacitor Cilíndrico:
\( C = 2\pi \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{L}{\ln(b/a)} \)
Capacitor Esférico:
\( C = 4\pi \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{ab}{b - a} \)
Capacitores em Série:
\( \frac{1}{C_{eq}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \dots + \frac{1}{C_n} \)
Capacitores em Paralelo:
\( C_{eq} = C_1 + C_2 + \dots + C_n \)
Energia Armazenada:
\( E = \frac{1}{2} C V^2 \)

Principais Recursos

  • Suporta vários tipos de capacitores: placas paralelas, cilíndricos, esféricos
  • Trabalha com combinações em série e paralelo
  • Permite selecionar ou inserir valores de materiais dielétricos
  • Saída personalizável com opções de unidades e casas decimais
  • Exibe etapas detalhadas dos cálculos
  • Estima a energia armazenada com base na tensão inserida

Como Usar o Calculador

  1. Selecione o tipo de capacitor ou conexão que deseja calcular.
  2. Insira as dimensões e valores necessários:
    • Para capacitores geométricos: insira área, distância, raio ou comprimento
    • Para capacitores combinados: insira os valores individuais de capacitância
  3. Escolha o material dielétrico ou insira uma constante dielétrica personalizada.
  4. Ajuste as configurações avançadas, como unidades de saída, casas decimais e opções de exibição.
  5. Clique em Calcular para visualizar os resultados.
  6. Use a entrada de tensão para ver quanta energia o capacitor pode armazenar.

Para Quem Isso é Útil?

Este calculador é útil para estudantes, educadores, entusiastas de eletrônica e profissionais que trabalham com design de circuitos ou seleção de componentes. Seja para aprender como os capacitores funcionam ou obter resultados precisos para o seu projeto, ele oferece uma solução rápida e confiável.

Perguntas Frequentes (FAQ)

P: O que é capacitância?

R: Capacitância é a capacidade de um componente de armazenar energia elétrica em um campo elétrico. É medida em farads (F).

P: O que representa a constante dielétrica (εᵣ)?

R: Ela representa o quanto um material aumenta a capacidade de um capacitor de armazenar carga em comparação com o vácuo. Valores mais altos geralmente levam a uma capacitância maior.

P: O que acontece quando conecto capacitores em série ou paralelo?

R: Em série, a capacitância total é menor que a do menor capacitor individual. Em paralelo, a capacitância total é a soma dos capacitores individuais.

P: Posso usar esta ferramenta para estimar o armazenamento de energia?

R: Sim, insira um valor de tensão para ver a energia armazenada usando a fórmula \( E = \frac{1}{2}CV^2 \).

P: Quais unidades este calculador suporta?

R: Você pode escolher entre uma ampla gama de unidades, incluindo farads (F), milifarads (mF), microfarads (μF), nanofarads (nF) e picofarads (pF), além de unidades de comprimento e área.

Por Que Usar Este Calculador?

Ele fornece resultados rápidos e confiáveis sem a necessidade de fórmulas ou conversões manuais. Seja para verificar sua lição de casa, construir um circuito ou apenas por curiosidade, esta ferramenta ajuda você a entender e trabalhar com capacitores de forma mais fácil.