Capacitor: como explicar o processo de carga!

30 de julho, 2020 às 11:58 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletrostática

Professor Lang, boa tarde! Minha dúvida é a seguinte: quando se vai analisar o processo de carga em um capacitor de placas paralelas, é certo dizer que a placa conectado ao terminal positivo, perderá elétrons até que se iguale ao potencial positivo e que a placa conectada ao terminal negativo receberá elétrons até obter um potencial igual do terminal negativo? Ou o correto de falar é pensar na d.d.p., enquanto o capacitor está sendo carregado, a d.d.p. entre suas placas é menor que a d.d.p. da bateria e após o carregamento completo o capacitor passa a ter a mesma d.d.p. da bateria? Sobre os capacitores ainda, por que surge a corrente, mesmo que temporariamente, se o circuito está aberto? Imaginando um circuito aberto, sem a presença do capacitor, imagino que o fio tenha uma capacitância desprezível, mas levando essa capacitância em consideração, seria certo dizer que num circuito com uma bateria e uma chave aberta, surgiria uma corrente temporária até que os terminais do circuitos aberto tivessem a mesma d.d.p. da bateria? Desde já, agradeço.

Obs.: O meu primeiro questionamento surgiu pelas diferentes explicações que encontramos nos livros, sobretudo os de ensino médio.

Nos condutores que conectam o capacitor à fonte haverá corrente elétrica (cargas elétricas em movimento de deriva) enquanto no interior dos mesmos  o campo elétrico não é nulo. A corrente cessa quando não mais existir campo elétrico em qualquer ponto interno ao condutor (esta é a condição de equilíbrio eletrostático), o que é equivalente a dizer que entre dois pontos quaisquer desse condutor não existe diferença de potencial elétrico e que, portanto, o potencial na placa é o mesmo que o potencial no terminal da fonte; então a ddp elétrica entre as placas é a mesma que entre os terminais da fonte. Nota que estas considerações independem da geometria das placas.

É importante notar que na superfície dos condutores em equilíbrio eletrostático ou conduzindo correntes pode haver excedentes de carga e de fato eles existem conforme foi discutido em A razão do “esquecimento” do campo externo aos condutores com corrente elétrica.

De fato o modelo para uma chave aberta é um capacitor de baixíssima capacitância e portanto estará em equilíbrio eletrostático depois de algum tempo. Durante o tempo em que a chave se carrega existem correntes no circuito que cessam quando a distribuição de carga superficial atingir a configuração capaz de anular os campo internos aos condutores ligados à chave. Tudo isso vai ao encontro de que há muito mais acontecendo em circuitos simples do que usualmente é abordado em textos sobre o tema.

Há diversas postagens no CREF sobre este tema que podes encontrar a partir da postagem supracitada ou usando palavras chave no pesquisar do CREF. Além disso podes consultar o artigo seguinte:

Tensão e cargas superficiais – o que Wilhelm Weber já sabia há 150 anos.

“Docendo discimus.” (Sêneca)