Por que a capacitância aumenta quando o dielétrico é introduzido entre as placas?

25 de janeiro, 2016 às 17:13 | Postado em Eletromagnetismo, Eletrostática

Boa tarde Professor

gostaria de retirar uma duvida que venho tendo a algum tempo. entre duas armaduras (capacitores) ao serem carregados existirá um campo elétrico entre eles. a capacitância refere-se a capacidade do capacitor em armazenar carga quão maior a capacitância maior será o acumulo de carga possível no capacitor. agora vem a dúvida, entre os capacitores é colocado um tal dielétrico que como aprendi nao conduz corrente (ate um determinado valor), esse dielétrico vai sofrer um rearranjo devido a ação do campo gerado pelas armaduras, e o campo do dielétrico é CONTRARIO ao do capacitor e isto faz com que aumente a capacitância do capacitor, como é que este campo contrario ao gerado pela armadura consegue fazer isto? a capacitância no vácuo também aumenta quando é colocado este dielétrico ? nao sei se consegui ser claro.

SEGUE UM VÍDEO QUE DEMONSTRA ESTE AUMENTO DA CAPACITÂNCIA AO SER COLOCADO UM DIELÉTRICO http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=5936

Pode-se justificar o aumento da capacitância imaginando um capacitor evacuado ou com ar (a diferença entre estar evacuado ou com ar é desprezível  para a capacitância pois a constante dielétrica do ar  é 1,0006 enquanto para o vácuo é exatamente igual à unidade) entre as placas admitindo que a carga do capacitor seja constante. Para tanto o capacitor é carregado e desligado da fonte para só depois se introduzir um dielétrico entre as placas.

Como bem notaste a introdução do dielétrico, devido a indução eletrostática que ele sofre e a geração de um campo elétrico em oposição ao campo das cargas nas placas, determina que a intensidade do campo elétrico entre as placas seja diminuída. Diminuindo a intensidade do campo elétrico diminui a diferença de potencial elétrico entre as placas. Como a capacitância é por definição a carga no capacitor (que neste caso é constante) dividida pela diferença de potencial elétrico entre as placas (que neste caso se reduz quando o dielétrico é introduzido), a capacitância cresce.

Outra forma de se justificar o crescimento da capacitância é a que segue: Se o capacitor permanece conectado à fonte enquanto se introduz o dielétrico, a diferença de potencial elétrico entre as placas deve ter o mesmo valor depois da introdução que tinha antes. Então a intensidade do campo elétrico entre as placas também permanece a mesma de antes para depois da introdução do dielétrico. Como as cargas induzidas geram um campo em oposição ao campo das cargas nas placas, para que o campo efetivo não se altere  é necessário um aumento do excedente de carga nas placas.  Já que a capacitância é por definição a carga no capacitor (que neste caso aumenta quando o dielétrico é introduzido) dividida pela diferença de potencial elétrico entre as placas (que neste caso é constante), a capacitância cresce.

O que acontece no vídeo tem relação com a segunda forma de argumentar pois o capacímetro é um dispositivo que alimenta o capacitor sempre com a mesma tensão eficaz. O capacímetro é um dispositivo não trivial que internamente é uma fonte entre outras coisas.

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