Explore os conceitos através deste elemento interativo.
Energia potencial elétrica de sistemas de cargas, capacitância, energia armazenada em capacitores e associações em série e paralelo.
A energia potencial elétrica de um sistema de duas cargas é a energia armazenada na interação entre elas — equivale ao trabalho necessário para juntar as cargas a partir do infinito.
Some todas as interações par-a-par: Ep_total = Ep₁₂ + Ep₁₃ + Ep₂₃ + ... Cuidado com os sinais de cada carga!
A capacitância C de um condutor é a relação entre a carga armazenada e o potencial: C = Q/V. Um capacitor é um sistema de dois condutores separados por um isolante (dielétrico), capaz de armazenar carga e energia.
| Tipo de capacitor | Capacitância |
|---|---|
| Esfera condutora isolada | C = R/k = 4πε₀R |
| Placas paralelas | C = ε₀·A/d (sem dielétrico) |
| Placas paralelas com dielétrico | C = ε·A/d = κ·ε₀·A/d |
Ao carregar um capacitor, realiza-se trabalho que fica armazenado como energia elétrica no campo entre as placas. Três expressões equivalentes para a energia:
Um capacitor armazena energia rapidamente e a libera em milissegundos no flash. Baterias não conseguem fornecer tanta potência tão rapidamente — por isso o capacitor é essencial.
Inserir um material isolante entre as placas aumenta a capacitância por um fator κ (constante dielétrica). O campo elétrico diminui κ vezes, permitindo armazenar mais carga na mesma tensão.