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. MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA 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 MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA 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. MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA 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. MODULO 5 – Circuitos Capacitivos em CA 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