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2 Modulo 05 Circuitos Capacitivos em CA

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MODULO 5
Circuitos
Capacitivos em CA
LUÍS Júnio Leonel Mendes
MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA
5.1 Introdução:
Um capacitor (ou condensador) é um dispositivo
construído com duas placas metálicas paralelas,
separadas por um material dielétrico (isolante). Os
capacitores possuem a propriedade de armazenar
cargas elétricas. Capacitores podem ser alimentados
com CC ou CA.
MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA
5.2 Capacitor em corrente contínua:
Comportamento do capacitor em corrente contínua
* Ao se fechar a chave, uma tensão VCC alimenta o circuito.
* Consequentemente uma corrente ICC circula pelo circuito.
Quando encontra o capacitor, a corrente ICC já possui seu valor de
regime (nominal), porém a tensão no capacitor, neste instante
ainda é zero.
MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA
5.2 Capacitor em corrente contínua:
* Para que a tensão no capacitor atinja o valor da tensão da fonte, é necessário
um determinado tempo. Após este tempo o capacitor se encontra carregado com
o valor máximo de tensão e a corrente deixa de circular.
* Esta demora em atingir o valor máximo de tensão se dá porque o capacitor
armazena energia em forma de campo elétrico. Assim a quantidade de carga
armazenada por um capacitor é dada por:
Q= C.V
* Por sua vez, a corrente no capacitor é dada por:
I(t) = c . ΔV/Δt
MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA
5.3 Capacitância:
Um capacitor é caracterizado por sua capacitância que é a medida da
capacidade de armazenamento de energia em forma de campo elétrico.
O símbolo da capacitância é a letra C, e sua unidade é o farad (F).
A capacitância depende:
da área (em m2) das placas.
da distância entre elas.
do material que as separa.
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5.4 Capacitor em corrente alternada:
Uma vez alimentado em CA:
O capacitor com CA, traz sobre si a corrente adiantada 90º da tensão.
Neste caso as expressões senoidais e fasorais são:
V(t)= Vp. Sen ωt
I(t)= Ip. Sen (ωt + 90º)
ou
ou
V(t)= Vp / 0º
I(t)= Ip / 90º
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5.5 Reatância capacitiva (XC):
A medida de oposição que um capacitor oferece à circulação de corrente
é dada por sua reatância capacitiva. O símbolo da reatância capacitiva é
XC e sua unidade o ohm (Ω).
A reatância capacitiva é dada pela fórmula:
XC = 1 / 2π.f.c
ou
XC = 1 / ω.c
Assim o valor da reatância capacitiva (XC) é inversamente proporcional
aos valores de freqüência e de capacitância.
MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA
Exercício:
Calcule os valores de reatância capacitiva de um condensador de 4,7 μF,
quando este for alimentado com freqüências de:
a- 0 Hz
b) 6 Hz
c) 60 Hz
d) 600 Hz
e) 6.000 Hz
f) 60.000 Hz
Do exercício acima podemos concluir que o capacitor:
- Em corrente contínua comporta-se como um circuito aberto.
- Em corrente alternada de altas freqüências comporta-se como curto-circuito.
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5.6 Primeira lei de Ohm para capacitor:
Se a unidade da reatância capacitiva (XC) é a mesma da resistência e da
reatância indutiva – o ohm – é possível comprovar que as grandezas são
análogas.
Como no capacitor a corrente está sempre adiantada 90º da tensão:
XC= V / 0º / I / 90º
XC= XC’ / - 90º Ω ou - jXC
XC= XC’ /0º - 90º
Aplicando-se a lei de Ohm e tratando as grandezas envolvidas como
números complexos é possível atribuir à reatância capacitiva XC fase
inicial igual a – 90 º.
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Exercícios:
1- Um capacitor de 200 μF recebe uma tensão CA de 110 VRMS / 60
HZ. Considerando o ângulo de fase inicial da tensão igual a 0º,
determine:
a- Reatância capacitiva
b- Valor da corrente no circuito
c- Forma de onda
d- Diagrama fasorial
Modulo 5
Circuitos Capacitivos em CA
Atenciosamente:
LUÍS
FIM
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