Estudo de Capacitores e Indutores: Diferença, Características e Aplicações, Notas de aula de Eletrônica

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ELECTRICIDADE APLICADA A ENG. MECÂNICA II

AULA Nº 2 1- Dispositivos Reactivos - Capacitor e Indutor

II SEMESTRE (2020 – 2021) Aurélio L. Numa Lic.

Para entrarmos no estudo destes dois dispositivos reactivos, no caso o Capacitor e o Indutor, e sabermos as suas aplicações em corrente continua, cabe-nos em primeiro lugar diferenciar um dispositivo reativo de um resistivo.

Dispositivo Resistivo: é todo aquele que resiste a passagem da corrente electrica, mantendo constante o seu valor ôhmico, tanto para corrente contínua ou alternada.

Dispositivo Reactivo: é todo aquele que reage às variações de corrente, sendo que o seu valor ôhmico muda conforme a velocidade da variação da corrente nela aplicada.

Observações

1. O material condutor que compõe as armaduras de um capacitor é eletricamente neutro em seu estado natural ;
2. Em cada uma das armaduras o número total de prótons e elétrons é igual , portanto as placas não têm potencial elétrico. Isso significa que entre elas não há diferença de potencial (tensão elétrica).

Armazenamento de Carga

Conectando-se os terminais do capacitor a uma fonte de CC, ele fica sujeito à diferença de potencial dos pólos da fonte.

O potencial da bateria aplicado a cada uma das armaduras faz surgir entre elas uma força chamada campo elétrico , que nada mais é do que uma força de atração (cargas de sinal diferente) ou repulsão (cargas de mesmo sinal) entre cargas eléctricas.

O pólo positivo da fonte absorve elétrons da armadura à qual está conectado, enquanto o pólo negativo fornece elétrons à outra armadura.

Observação

1. Para a análise do movimento dos elétrons no circuito

usou-se o sentido eletrônico da corrente eléctrica.

Isso significa que ao conectar o capacitor a uma fonte

CC surge uma diferença de potencial entre as

armaduras.

3. A tensão presente nas armaduras do capacitor terá um

valor tão próximo ao da tensão da fonte que, para efeitos

práticos, podem ser considerados iguais.

4. Quando o capacitor assume a mesma tensão da fonte de alimentação diz-se que o Capacitor está " carregado ".
5. Se, após ter sido carregado, o capacitor for desconectado da fonte de CC, suas armaduras permanecem com os potenciais adquiridos.

Isso significa, que, mesmo após ter sido desconectado da fonte de CC, ainda existe tensão presente entre as placas do capacitor. Assim, essa energia armazenada pode ser reaproveitada.

Durante o tempo em que o capacitor se descarrega , a tensão entre suas armaduras diminui , porque o número de íons restantes em cada armadura é cada vez menor. Ao fim de algum tempo, a tensão entre as armaduras é tão pequena que pode ser considerada zero.

Capacitância

A capacidade de armazenamento de cargas de um

capacitor.

Capacitância - características Electricas

Mede a quantidade de carga que passa em um

capacitor por unidade de tensão.

Ꜫo= 8,9.10 F/m

Para outros matarias dependem da característica da permecividade do vácuo.

A unidade de medida de capacitância é o

farad , representado pela letra F (F = C/V). Por

ser uma unidade muito "grande", apenas seus

submúltiplos são usados. Veja tabela a seguir.

Comportamento Eléctrico do Capacitor (Tensão e corrente)

Considere o circuito ao lado. Chave aberta, capacitor inicialmente descarregado,Vc = 0

Este comportamento leva-nos as seguintes conclusões:

1. Quando o capacitor está totalmente descarregado, a fonte o enxerga como um curto-circuito (Xc = 0). Por isso, Vc = 0 e i = I.
2. Conforme as placas se carregam e a tensão Vc aumenta, a fonte enxerga o capacitor como se ele fosse uma reatância Xc crescente, fazendo com que a corrente i diminua.
3. Quando o capacitor está totalmente carregado, a tensão entre as placas se iguala à da fonte, Vc = E, que o enxerga como um circuito aberto (Xc = ꝏ). Por isso. I = 0.

A relação entre Vc e i é:

Associação de Capacitores

Os capacitores , assim como os resistores

podem ser conectados entre si formando uma

associação série, paralela e mista. As

associações paralela e série são encontradas na

prática. As mistas raramente são utilizadas.

Associação paralela

Os capacitores tem por objetivo obter maiores valores de capacitância.

Essa associação tem características particulares com relação à capacitância total e à tensão de trabalho. A capacitância total (CT) da associação paralela é a soma das capacitâncias individuais. Isso pode ser representado matematicamente da seguinte maneira: CT = C1 + C2 + C3 ... + Cn CT = nC Para executar a soma, todos os valores devem ser convertidos para a mesma unidade.