Capacitor esférico

Por definição, sabemos que um capacitor nada mais é do que um dispositivo capaz de armazenar energia elétrica. Podemos dizer que desde que descobriram a carga elétrica, os cientistas estão à procura de um recipiente para guardá-la, de modo que possa ser usada em outra ocasião.

Com base nos experimentos realizados pelo físico Petrus van Musschenbroek, que conseguiu armazenar a carga elétrica por algum tempo, foi que surgiram os capacitores, que são dispositivos constituídos por dois condutores eletrizados com cargas elétricas opostas e separadas por um material isolante. Se procurarmos, veremos que os capacitores são fabricados de diversas formas.

Mas um tipo que é bastante estudado é o capacitor esférico. Esse tipo de equipamento é bastante usado em experiências com elevadas diferenças de potencial. Um desses equipamentos que podemos citar é o gerador de Van de Graaf.

Basicamente, um capacitor esférico é formado, ou seja, composto, por um elemento com forma esférica, como mostra a figura acima, ligado a uma bateria de alta tensão. A capacitância de um capacitor do tipo esférico depende do tamanho do seu raio R. Por definição matemática podemos conhecer a capacitância a partir da seguinte equação:

Temos que ficar atentos ao fato de que dentro de um condutor em equilíbrio eletrostático o campo elétrico é nulo. Assim, o potencial em seu interior é o mesmo, ou seja, é constante. O potencial pode ser determinado usando sua capacitância.

Isto resulta em:

O potencial fora do capacitor, a uma distância r (r > R), é o mesmo de uma carga pontual Q colocada no centro:

Caso coloquemos dois capacitores esféricos em contato, ambos terão o mesmo potencial, redistribuindo suas cargas da seguinte forma:

Por Domiciano Corrêa Marques da Silva
Graduado em Física