Princípio de Funcionamento de um Capacitor

Para demonstrar como funciona um capacitor, vamos considerar a estrutura mais básica de um capacitor. Ele é composto por duas placas condutoras paralelas separadas por um dielétrico que é capacitor de placas paralelas. Quando conectamos uma bateria (fonte de tensão DC) através do capacitor, uma placa (placa I) se liga ao polo positivo e a outra placa (placa II) ao polo negativo da bateria. Nessa situação, a tensão da bateria é aplicada ao capacitor. A placa I fica com potencial positivo em relação à placa II. Em estado estacionário, a corrente da bateria tenta fluir através desse capacitor de sua placa positiva (placa I) para a placa negativa (placa II), mas não pode fluir devido à separação dessas placas com um material isolante.

Um campo elétrico aparece através do capacitor. Com o passar do tempo, a placa positiva (placa I) acumulará carga positiva da bateria, e a placa negativa (placa II) acumulará carga negativa da bateria. Após certo tempo, o capacitor armazena a quantidade máxima de carga de acordo com sua capacitância em relação a essa tensão. Esse intervalo de tempo é chamado de tempo de carregamento deste capacitor.

Após remover esta bateria deste capacitor, essas duas placas mantêm carga positiva e negativa por certo tempo. Assim, este capacitor atua como uma fonte de energia elétrica.

Se as duas extremidades (placa I e placa II) forem conectadas a uma carga, uma corrente fluirá através dessa carga da placa I para a placa II até que todas as cargas sejam dissipadas de ambas as placas. Este intervalo de tempo é conhecido como tempo de descarga do capacitor.

Capacitor em um Circuito CC

Suponha que um capacitor esteja conectado a uma bateria através de um interruptor.

Quando o interruptor está ligado, ou seja, em t = +0, uma corrente começará a fluir através deste capacitor. Após certo tempo (ou seja, tempo de carregamento) o capacitor nunca permitirá que a corrente flua através dele. Isso ocorre porque a máxima carga foi acumulada em ambas as placas e o capacitor atua como uma fonte que tem um terminal positivo conectado ao terminal positivo da bateria e um terminal negativo conectado ao terminal negativo da bateria com o mesmo potencial.

Devido à diferença de potencial zero entre a bateria e o capacitor, nenhuma corrente fluirá através dele. Portanto, pode-se dizer que inicialmente o capacitor está em curto-circuito e, finalmente, em circuito aberto quando ele é conectado a uma bateria ou fonte de CC.

Capacitor em um Circuito CA

Suponha que um capacitor esteja conectado a uma fonte de CA. Considere, em um determinado momento da metade positiva desta tensão alternada, a placa I recebe polaridade positiva e a placa II polaridade negativa. Justamente nesse momento, a placa I acumula carga positiva e a placa II acumula carga negativa.

Mas na metade negativa desta tensão CA aplicada, a placa I recebe carga negativa e a placa II carga positiva. Não há fluxo de elétrons entre essas duas placas devido ao dielétrico colocado entre as placas, mas elas mudam sua polaridade com a mudança da polaridade da fonte. As placas do capacitor são carregadas e descarregadas alternadamente pela CA.