Post on 18-Jul-2022
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
wilson.valente@ifsc.edu.br
Prof. Wilson Valente Junior, EE. Dr.
3ª Fase (80 horas)
Circuitos Elétricos I INTRODUÇÃO A CAPACITORES E INDUTORES
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
wilson.valente@ifsc.edu.br
Elementos Reativos
• Tratamos até agora das propriedades resistivas dos circuitos elétricos. A resistência, que é a oposição ao fluxo de corrente está associada à dissipação de energia.
– Resistores: Resistência
• Além da propriedade resistência, um circuito elétrico também pode possuir as propriedades da indutância e da capacitância, sendo que ambas estão associadas ao armazenamento de energia:
– Capacitores: Reatância Capacitiva;
– Indutores: Reatância Indutiva.
2
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Elementos Reativos
• Elementos Reativos Capacitivos
3 wilson.valente@ifsc.edu.br
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Elementos Reativos
• Elementos Reativos Indutivos
4 wilson.valente@ifsc.edu.br
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Ler Capítulo 10 e 11 do Livro do Boylestad
Elementos Reativos
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O capacitor é um dispositivo
elétrico que consiste em duas
placas condutoras de metal
separadas por um material
isolante denominado dielétrico.
• Os capacitores, ao lado dos
resistores, são os componentes
mais utilizados na eletrônica.
• Possuem a capacidade de
armazenar energia elétrica
(cargas elétricas) através do
processo de carga do mesmo.
ISOLANTE
(Dielétrico)
Símbolo Circuital de Capacitores
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Assim como a resistência elétrica depende de fatores como condutividade do material, comprimento e área da seção transversal, a capacitância dependerá de fatores como:
– Área das placas;
– Distância entre as placas;
– Propriedade do material isolante;
CAPACITÂNCIA
1. Propriedade de um elemento se opor a qualquer variação de
tensão no circuito.
2. Eletricamente, a capacitância é a capacidade de um circuito
elétrico armazenar energia em um campo eletrostático.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• A capacitância é influenciada pelos fatores geométricos “A” (área) e “d” (distância) das placas que formam o capacitor.
• Quando a área das placas é aumentada, aumenta a capacitância. Da mesma forma quando a separação entre as placas aumenta, a capacitância diminui.
Influências
Permissividade Elétrica do
Material Isolante
Área transversal das placas
Distância entre as placas
AC
d
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Influências
AC
d
Aumento da Capacitância
Eletrolítico
Poliéster
Tântalo
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• A capacitância também define a constante de proporcionalidade (inclinação da reta) entre a carga acumulada e a tensão no capacitor.
• A capacitância pode ser representada graficamente pelo comportamento linear ao lado.
Q = Carga Elétrica
V = Tensão Elétrica
C = Capacitância
•A unidade de capacitância é o Coulomb/ Volt, que é usualmente conhecida por Farad [F].
CARGA X TENSÃO
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Considere o capacitor inicialmente descarregado (Vc = 0V)
• Ao fecharmos a chave, circulará uma corrente da fonte I para as placas do capacitor.
• No início a corrente será alta (capacitor é um curto-circuito). Quando houver um equilíbrio de cargas, isto é Vc→ E, a corrente I tenderá a zero (capacitor é um circuito aberto).
• Ao final do processo o capacitor encontra-se carregado com a mesma tensão da fonte E.
Carga de Capacitores
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Considere o capacitor inicialmente
carregado com tensão E;
• Ao fecharmos a chave, circulará
uma corrente do capacitor para o
circuito.
• A carga armazenada no capacitor
diminui até chegar a zero.
• Ao final do processo o capacitor
encontra-se descarregado.
Descarga de Capacitores
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O tempo de carga/descarga é definido pela constante RC,
que relaciona a capacitância e a resistência do circuito por
onde o capacitor é carregado.
Constante de Tempo
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O tempo de carga/descarga é definido pela constante RC,
que relaciona a capacitância e a resistência do circuito por
onde o capacitor é carregado.
Constante de Tempo
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
CARGA DESCARGA
Corrente
Tensão
Corrente
Tensão
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Comportamento em CC
Corrente
Tensão
Capacitor descarregado: Em circuitos
de baixa resistência, a alta derivada
de tensão em função do tempo pode
ter característica de um curto-circuito.
Capacitor carregado: Após a plena
carga, quando a derivada de tensão
se aproxima de zero, considera-se o
capacitor em CC como um circuito
aberto.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Como fica a lei de Kirchhoff em um circuito RC durante o
processo de carga de um capacitor?
F R CV V V
F
QV R I
C
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O capacitor é formado de duas placas metálicas,
separadas por um material isolante denominado dielétrico.
• Utiliza-se como dielétrico o papel, a cerâmica, a mica, os
materiais plásticos ou mesmo o ar.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O capacitor é formado de duas placas metálicas,
separadas por um material isolante denominado dielétrico.
• Utiliza-se como dielétrico o papel, a cerâmica, a mica, os
materiais plásticos ou mesmo o ar.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Os capacitores de filme
metalizado são obtidos
pela deposição de uma
camada de material
condutor, sobre um dos
lados de uma película de
material flexível isolante;
• Conecta-se então os
terminais do capacitor a
cada superfície metálica.
Processo de Fabricação
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• As películas são enroladas
ou empilhadas uma sobre
a outra, de maneira que as
superfícies metalizadas
não se toquem.
• O acabamento é feito com
cera fundida, ou com
resina epóxi, sobre o qual
se faz a marcação dos
valores.
Processo de Fabricação
Enrrolado
Empilhado
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Processo de Fabricação
Enrrolado
Cortado
Etapa 1 Etapa 2
Conexão dos Terminais
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Processo de Fabricação
Enrrolado
Preso
Etapa 3 Etapa 4
Fixado no Encapsulado
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Processo de Fabricação
Etapa 5 Etapa 6
Testado Acabamento Externo
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Código de Capacitores
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/65-artigos-e-projetos-para-iniciantes/585-codigo-de-capacitores.html
• A variedade de tipos, formas e
tamanhos nos quais os capacitores
são encontrados exige dos
fabricantes técnicas especiais para
marcar seus componentes. − Grandes: Eletrolíticos, poliéster e papel de
grandes dimensões
− Menores: Similar ao código de resistores
− Letras: Indicam tolerâncias / temperatura
− Marcação “R”: Indica o código EIA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Código de Capacitores
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/65-artigos-e-projetos-para-iniciantes/585-codigo-de-capacitores.html
Tolerância Código EIA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Atualmente existem diversos tipos de capacitores. Dentre os
mais empregados são:
– Capacitores de papel;
– Capacitores de poliéster;
– Capacitores de mica;
– Capacitores de polipropileno;
– Capacitores de policarbonato;
– Capacitores cerâmicos;
– Capacitores eletrolíticos (alumínio) (tântalo).
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Tipos de Capacitor
Eletrolítico
(axial)
SMT
Tântalo
Eletrolítico
(radial)
Cerâmico
Mica
Papel
Partida
Trimmer
Ajustáveis
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitor de Papel
– Barato e é aplicado em circuitos de uso geral;
– Capacitores de filtro com dielétrico de papel são volumosos e seu valor é em geral limitado;
– Podem suportar altas tensões;
– Para melhorar as características o papel pode ser impregnado com óleo (mais rigidez dielétrica).
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitor de Poliéster
– Foram criados para substituir os capacitores de papel, tendo como principais vantagens sobre os constituídos de papel: maior resistência mecânica,
– Não é um material higroscópico,
– Suporta ampla margem de temperatura (-50 °C a 150 °C) com grande rigidez dielétrica.
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitor de Mica
– São fabricados alternando-se películas de mica (silicato
de alumínio) com folhas de alumínio;
– Utilizados em circuitos que trabalham com alta frequência
(osciladores de radiofrequência);
– Elevada Precisão.
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitor de Mica
– São fabricados alternando-se películas de mica (silicato
de alumínio) com folhas de alumínio;
– Utilizados em circuitos que trabalham com alta frequência
(osciladores de radiofrequência);
– Elevada Precisão.
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitor de Cerâmica – São os mais próximos aos capacitores ideais, pois
apresentam: • Indutância parasita praticamente nula; • Fator de potência nulo; • Alta constante dielétrica; • Capacitâncias entre frações de pF; • Ideais para circuitos sintonizadores, osciladores, filtros, etc.
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
• Capacitor de Cerâmica – São os mais próximos aos capacitores ideais, pois
apresentam: • Indutância parasita praticamente nula; • Fator de potência nulo; • Alta constante dielétrica; • Capacitâncias entre frações de pF; • Ideais para circuitos sintonizadores, osciladores, filtros, etc.
Capacitores
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitor Eletrolítico
– São aqueles que, com as mesmas dimensões dos outros,
atingem maiores capacitâncias.
– Usado em fontes de alimentação, filtros, bloqueio CC.
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Tipos de Capacitor
• Capacitor Eletrolítico
– São aqueles que, com as mesmas dimensões dos outros,
atingem maiores capacitâncias.
– Usado em fontes de alimentação, filtros, bloqueio CC.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitor Eletrolítico de Tântalo
– Os capacitores eletrolíticos de tântalo assemelham-se
aos capacitores de alumínio mas, mesmo alcançando as
mesmas capacitâncias, são de tamanho menor.
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Tipos de Capacitor
• Capacitor Eletrolítico de Tântalo
– Os capacitores eletrolíticos de tântalo assemelham-se
aos capacitores de alumínio mas, mesmo alcançando as
mesmas capacitâncias, são de tamanho menor.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitores Integrados
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitores variáveis e ajustáveis
– São capacitores variáveis com pequenas dimensões
normalmente utilizados em rádios portáteis e em diversos
dispositivos eletrônicos.
– Tem capacitâncias máximas em torno de 600 pF.
– São utilizados principalmente para o ajuste do valor
correto da capacitância total de um circuito.
– O ajuste pode ser obtido :
• Variando a superfície das placas
• Variando a distância entre as placas
• Variando o material do dielétrico.
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitores variáveis e ajustáveis
Tipos de Capacitor
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Capacitores variáveis e ajustáveis
Tipos de Capacitor
Simbologia
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• Associação Série:
• Associação Paralelo:
• Na associação mista de capacitores, o capacitor equivalente
deve ser obtido, resolvendo-se o circuito em partes,
conforme a sua configuração.
Associação de Capacitores
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Associação de Capacitores
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Associação de Capacitores
ATENÇÃO: O que é corrente elétrica?
“Corrente elétrica é o deslocamento de cargas no circuito
em um dado instante de tempo”
1 Amperè = 1 Coulomb por segundo.
PORTANTO: Corrente e carga tem relação direta na análise circuital
Circuito Série → Mesma corrente → Mesma carga
Circuito Paralelo → Corrente se divide → carga se divide
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores em Série
• Com a inserção de uma ddp haverá movimentação de elétrons nos fios
que unem os capacitores até que estes estejam carregados.
• Ao ser conectado ao terminal positivo da pilha, a armadura do capacitor
C1 fica eletrizada positivamente e induz uma separação de cargas no
fio que o liga ao capacitor C2, atraindo elétrons para sua outra
armadura que fica eletrizada negativamente.
• Este processo ocorre de maneira sucessiva entre os outros
capacitores C2, C3, Cn.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores em Série
• Com a inserção de uma ddp haverá movimentação de elétrons nos fios
que unem os capacitores até que estes estejam carregados.
• A corrente que circula em um circuito série é a mesma. Todos os
capacitores ficam carregados com a mesma carga elétrica Q
• A carga elétrica armazenada na associação é igual a Q, pois foi essa
quantidade que a fonte movimentou.
• A tensão nos terminais da fonte é igual à soma das tensões individuais
em cada capacitor.
Circuito Série:
Corrente é a mesma
•A carga é a mesma
•Tensão se divide
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores em Série
• Com a inserção de uma ddp haverá movimentação de elétrons nos fios
que unem os capacitores até que estes estejam carregados.
• A corrente que circula em um circuito série é a mesma. Todos os
capacitores ficam carregados com a mesma carga elétrica Q
• A carga elétrica armazenada na associação é igual a Q, pois foi essa
quantidade que a fonte movimentou.
Circuito Série:
•A Corrente é a mesma (mesmo deslocamento de carga).
•A carga é a mesma em todos os capacitores;
•Tensão se divide sobre os capacitores.
C
QV
C
1 2 3F C C CV V V V (Inversamente proporcional a Capacitância)
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores em Paralelo
• Com a inserção de uma ddp haverá movimentação de elétrons nos fios que unem os capacitores até que estes estejam carregados.
• Conectando os nós A e B aos terminais da pilha, os capacitores ficam sujeitos à mesma ddp V.
• Se as suas capacidades eletrostáticas forem diferentes, os capacitores adquirem cargas elétricas Q1 e Q2 diferentes entre si.
• A carga elétrica total movimentada pela fonte, das armaduras positivas para as negativas, é igual à soma das cargas Q1 e Q2, até atingido o equilíbrio eletrostático.
•
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores em Paralelo
• Com a inserção de uma ddp haverá movimentação de elétrons nos fios que unem os capacitores até que estes estejam carregados.
Circuito Paralelo:
•A Tensão é a mesma (paralelo);
•Quanto maior a capacitância maior a carga;
•A corrente total é a soma das correntes;
•A carga total é a soma das cargas.
F C
QV V
C
1 2T C CQ Q Q
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
Associação de Capacitores
1 2,3
1 2,3
12 369
12 36eq
C CC F
C C
9 60 540T eq FQ C V F C
1 2,3TQ Q Q
1 2,3FV V V
1
1
54045
12
TQV V
C
2,3
2,3
54015
36
TQV V
C
2 2,3 2Q V C
2 90Q C
3 2,3 3Q V C
3 450Q C
2,3 2 3Q Q Q Série Paralelo
Parte em Série C2,3
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Principais relações em circuitos resistivos e capacitivos
Q
C V Tensão [V]
Carga [C]
Capacitância [F]
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O uso prático de capacitores pode estar relacionado ao
acúmulo de cargas ou como filtro de corrente.
Paciente
Flash Fotográfico Desfibrilador
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O uso prático de capacitores pode estar relacionado ao
acúmulo de cargas ou como filtro de corrente.
Touchpad
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O uso prático de capacitores pode estar relacionado ao
acúmulo de cargas ou como filtro de corrente.
Não permite passagem de corrente contínua
(após a carga ele vira um circuito aberto I=0)
Pequena capacitância → passagem de corrente de alta frequência)
Média capacitância → passagem de corrente de média frequência)
Alta capacitância → passagem de corrente de baixa frequência)
Em Corrente
Contínua
Em Corrente
Alternada
Divisor de
Frequências
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Capacitores
• O uso prático de capacitores pode estar relacionado ao
acúmulo de cargas ou como filtro de corrente.
Filtro de Linha
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Indutores
• Um indutor é um dispositivo elétrico passivo que armazena
energia na forma de campo magnético, normalmente
combinando o efeito de vários loops da corrente elétrica.
• A capacidade que um condutor possui de induzir tensão em
si mesmo quando a corrente varia é a sua auto-indutância ou
simplesmente indutância.
• O símbolo da indutância é o L e a sua unidade é o Henry (H).
• A fórmula para a indutância é:
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Indutores
• Um indutor é geralmente construído como uma bobina de
material condutor, por exemplo, fio de cobre.
• Um núcleo de material ferromagnético aumenta a indutância
concentrando as linhas de força de campo magnético que
fluem pelo interior das espiras.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Indutores
• Em geral, indutores são projetados para estabelecer um
forte campo magnético na unidade, enquanto capacitores
são projetados para estabelecer um forte campo elétrico
entre as placas.
• O funcionamento de indutores é baseado na lei de Faraday
da indução eletromagnética e Lei de Lenz.
Demonstração da Lei de Faraday Demonstração da Lei de Lenz
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Tipos de Indutores
Indutores
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Indutores
• O tempo de carga/descarga é definido pela constante RL,
que relaciona a Indutância e a resistência do circuito por
onde o indutor é carregado.
Constante de Tempo
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Indutores
Comportamento em CC
Indutor em CC: Em circuitos de CC,
onde a derivada da corrente em
relação ao tempo se aproxima de zero
o indutor se comporta como um curto-
circuito. (sem variação de fluxo
magnético)
Corrente
Tensão
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Indutores
• O sistema de associação de indutores é o mesmo de
resistores e capacitores, ou seja, em série, paralelo e mista.
• O método de cálculo para se chegar à indutância equivalente
é similar aos resistores (sem considerar indutância mutua).
Associação de Indutores
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Ler Capítulo 13 e 14 do Livro do Boylestad
Elementos Reativos
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
wilson.valente@ifsc.edu.br
Próxima Aula
• Introdução a corrente alternada:
– Capacitores e Indutores
– Introdução a notação fasorial
65
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Referências
1. BOYLESTAD, R. L. Introdução à análise de circuitos. 10ª
ed. São Paulo: Prentice Hall, 2004.
2. SADIKU, M. N. O.; ALEXANDER, C. K. Fundamentos de
circuitos elétricos. P. Alegre: Bookman, 2003.
3. NILSSON, J. W.; RIEDEL, S.A. Circuitos elétricos. 8ª ed.
São Paulo: Pearson, 2009.
4. HAYT, W.H, Análise de Circuitos Em Engenharia:
Mcgraw-Hill, 2014.
5. DORF, R.C.; SVOBODA, J.A. Introdução aos circuitos
elétricos, 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001.