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    05-Feb-2018
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  • Circuitos Capacitivos

    Prof. Alexandre Magnus

    CEFET BA Vitria da ConquistaAnlise de Circuitos

  • Circuitos Capacitivos 2

    Conceito

    Um capacitor um dispositivo eltrico formado por 2 placas condutoras de metal separadas por um material isolante chamado dieltrico

  • Circuitos Capacitivos 3

    Tipos

    Capacitores Comuns: Apresenta-se com tolerncias de 5 %

    ou 10 % Capacitores so freqentemente

    classificados de acordo com o material usados como dieltrico. Os seguintes tipos de dieltricos so usados: cermica (valores baixos at cerca de 1 F)

    polister (de aproximadamente 1 nFat 1000000 F)

    tntalo (compacto, dispositivo de baixa tenso, de at 100 Faproximadamente)

    Eletroltico (de alta potncia, compacto mas com muita perda, na escala de 1 F a 1000 F)

  • Circuitos Capacitivos 4

    Tipos

    Capacitores variveis Capacitncias podem ser mudadas intencionalmente e repetidamente ao longo da vida do dispositivo

  • Circuitos Capacitivos 5

    Capacitncia

    A propriedade que estes dispositivos tm de armazenar energia eltrica sob a forma de um campo eletrosttico chamada de capacitncia ou capacidade (C) e medida pelo quociente da quantidade de carga (Q) armazenada pela diferena de potencialou tenso (V) que existe entre as placas: C = Q/V

  • Circuitos Capacitivos 6

    Unidade

    A unidade de capacitncia o farad Um capacitor de 1 farad pode armazenar um coulomb de

    carga a 1 volt Um coulomb 6,25E18 (6,25 * 10^18, ou 6,25 bilhes de

    bilhes) de eltrons Um ampre representa a razo de fluxo de eltrons de 1

    coulomb de eltrons por segundo, ento, um capacitor de 1 farad pode armazenar 1 ampre- segundo de eltrons a 1 volt

    Um capacitor de 1 farad seria bem grande Ele poder ser do tamanho de uma lata de atum ou de uma

    garrafa de 1litro de refrigerante, dependendo da tenso que ele pode suportar

    Ento, normalmente, os capacitores so medidos em microfarads (milionsimos de um farad)

  • Circuitos Capacitivos 7

    Aplicaes

    A diferena entre um capacitor e uma pilha que o capacitor pode descarregar toda sua carga em uma pequena frao de segundo, j uma pilha demoraria alguns minutos para descarregar-se

    por isso que o flash eletrnico em uma cmera utiliza um capacitor, a pilha carrega o capacitor do flash durante vrios segundos, e ento o capacitor descarrega toda a carga no bulbo do flash quase que instantaneamente

    Isto pode tornar um capacitor grande e carregado extremamente perigoso, os flashes e as TVs possuem advertncias sobre abri-los por este motivo

    Eles possuem grandes capacitores que poderiam mat-lo com a carga que contm

  • Circuitos Capacitivos 8

    Aplicaes Os capacitores so utilizados de vrias maneiras em circuitos eletrnicos: Algumas vezes, os capacitores so utilizados para armazenar carga para

    utilizao rpida. isso que o flash faz Os grandes lasers tambm utilizam esta tcnica para produzir flashes muito

    brilhantes e instantneos Os capacitores tambm podem eliminar ondulaes

    Se uma linha que conduz corrente contnua (CC) possui ondulaes e picos, um grande capacitor pode uniformizar a tenso absorvendo os picos e preenchendo os vales

    Um capacitor pode bloquear a CC Se voc conectar um pequeno capacitor a uma pilha, ento no fluir corrente entre

    os plos da pilha assim que o capacitor estiver carregado (o que instantneo se o capacitor pequeno)

    Entretanto, o sinal de corrente alternada (CA) flui atravs do capacitor sem qualquer impedimento. Isto ocorre porque o capacitor ir carregar e descarregar medida que a corrente alternada flutua, fazendo parecer que a corrente alternada est fluindo

    Uma das utilizaes mais comuns dos capacitores combin-los com indutores para criar osciladores

  • Circuitos Capacitivos 9

    Capacitores em Srie e em Paralelo

    Srie

    Paralelo

  • Circuitos Capacitivos 10

    Reatncia Capacitiva

    a oposio ao fluxo de corrente ca devido capacitncia no circuito

    Onde: Xc a reatncia capacitiva () = 3,14 f a freqncia (Hz) C a capacitncia (F)

    A unidade ohm ()

  • Circuitos Capacitivos 11

    Circuitos Capacitivos

    Somente capacitncia Se um capacitor ideal (no tem resistncia de perdas) for ligado uma fonte de tenso alternada senoidal, a corrente estar 90 adiantada em relao tenso

    90

    Ic

    Vc (ref)

    90

    Ic (ref)

    Vc

  • Circuitos Capacitivos 12

    Circuito RC Srie (alimentao ca) Como com os circuitos indutivos, a associao de resistncia e

    reatncia capacitiva chamada impedncia Num circuito em srie a corrente a mesma que passa por R

    e XC A queda de tenso de R VR = IR A queda de tenso em XC VC = IXC A tenso atravs de XC segue a corrente a corrente que passa

    por XC atrasada de 90 A tenso atravs de R est em fase com I j que resistncia

    no produz desvio de fase

  • Circuitos Capacitivos 13

    Circuito RC Srie (alimentao ca)

    O ngulo de fase entre VT e VR tg = -VC/VR = arctg (-VC/VR)

  • Circuitos Capacitivos 14

    Circuito RC Srie (alimentao ca)

    Exemplo: Um circuito ca RC em srie tem uma corrente de pico de 1A com R=50 e XC=120. Calcule VR, VC, VT e . Faa o diagrama de fasores de VC e I. Desenhe tambm o diagrama de tempo de i, VR, vc e vt.

  • Circuitos Capacitivos 15

    Circuito RC Srie (alimentao ca)

    Exemplo (cont.)

  • Circuitos Capacitivos 16

    Impedncia em Circuitos RC Srie

    O tringulo de tenso corresponde ao tringulo de impedncia

  • Circuitos Capacitivos 17

    Impedncia em Circuitos RC Srie

    Exemplo: Um R de 30 e um XC de 40 esto ligados em srie a uma fonte de 120V. Calcule Z, I e . Faa o diagrama de fasores.

  • Circuitos Capacitivos 18

    Impedncia em Circuitos RC Srie

    Exemplo (cont.)

  • Circuitos Capacitivos 19

    Circuito RC Paralelo (alimentao ca)

    A tenso a mesma, atravs da fonte, de R e de XC, uma vez que todos esto em paralelo

    Cada ramo tem sua corrente individual A corrente em R IR = VT/R (em fase com VT) A corrente em C IC = VT/XC (adiantada 90 em a VT)

  • Circuitos Capacitivos 20

    Impedncia em Circuitos RC Paralelo

    A impedncia de um circuito RC paralelo a tenso total dividida pela corrente total

    ZT = VT/IT

  • Circuitos Capacitivos 21

    Impedncia em Circuitos RC Paralelo

    Exemplo: Um resistor de 15 e um capacitor de 20 de reatncia capacitiva esto dispostos em paralelo ligados a uma linha de 120V. Calcule IR, IC, IT, e Z. Faa o diagrama de fasores.

  • Circuitos Capacitivos 22

    Tabela de Resumo para os Circuitos RC Srie e Paralelo

  • Circuitos Capacitivos 23

    Tabela de Resumo para os Circuitos RL Srie e Paralelo

  • Circuitos Capacitivos 24

    Resumo das Reatncias Indutivas e Capacitivas

  • Circuitos Capacitivos 25

    Resumo das Defasagens de Tenso e Corrente no Indutor e Capacitor