Relatorio Filtro Capacitivo

Experiência - 6

ELETRÔNICA GERAL

Prof. Felipe Nobre

O FILTRO CAPACITIVO

Realizada em: 06/04/2013

ALUNA: THAYS CHRISTYNNA DA SILVA

Exper.

6

O FILTRO CAPACITIVO

Objetivo

Verificar o comportamento dos retificadores com filtros capacitivos.

Introdução

Este relatório tem como tema “Filtro Capacitivo”. Segue, na Introdução Teórica, uma breve explicação sobre o princípio de funcionamento dos capacitores, sua energia armazenada e filtros capacitivos, para uma melhor introdução e explanação sobre retificadores de meia onda e de onda completa e seu princípio de funcionamento. Logo após temos o procedimento prático para dar mais sustentação à teoria.

Fundamentação teórica

Capacitores

Capacitores são elementos elétricos capazes de armazenar carga elétrica e, consequentemente, energia potencial elétrica. Podem ser esféricos, cilíndricos ou planos, constituindo-se de dois condutores denominados armaduras que, ao serem eletrizados, num processo de indução total, armazenam cargas elétricas de mesmo valor absoluto, porém de sinais contrários.

O capacitor tem inúmeras aplicações na eletrônica, podendo servir para armazenar energia elétrica, carregando-se e descarregando-se muitas vezes por segundo. Na eletrônica, para pequenas variações da diferença de potencial, o capacitor pode fornecer ou absorver cargas elétricas, pode ainda gerar campos elétricos de diferentes intensidades ou muito intensos em pequenos volumes.

Capacitância

A carga elétrica armazenada em um capacitor é diretamente proporcional à diferença de potencial elétrico ao qual foi submetido.

Assim sendo, definimos capacidade eletrostática C de um capacitor como a razão entre o valor absoluto da carga elétrica Q que foi movimentada de uma armadura para outra e a ddp U nos seus terminais.

Essa carga elétrica corresponde à carga de sua armadura positiva.

+Q -Q

U

C= Q

U

Figura 1: Ilustração e fórmula da capacitância

A capacidade eletrostática de um capacitor depende da forma e dimensões de suas armaduras e do dielétrico (material isolante) entre as mesmas.

A unidade de capacidade eletrostática, no Sistema Internacional de Unidades (SI), é o farad (F).

Energia Armazenada

O gráfico abaixo representa a carga elétrica Q de um capacitor em função da ddp U nos seus terminais.

Como, nesse caso, Q e U são grandezas diretamente proporcionais, o gráfico corresponde a uma função linear, pois a capacidade eletrostática C é constante.

Q(carga)

Welétr

U(ddp)

Figura2: Carga elétrica em função da ddp.

Considerando que o capacitor tenha adquirido a carga Q quando submetido à ddp U do gráfico, a energia elétrica Welétr armazenada no capacitor corresponde à área do triângulo hachurado.

Welétr = Q . U , e como Q = C.U , então

Welétr = C.U.U => Welétr = C . U²

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Filtro Capacitivo

O filtro capacitivo tem a finalidade de eliminar a componente AC do circuito, tornando o sinal ondulante.

Figura 3: Tensão retificada sem o uso do capacitor.

Figura 4: Tensão retificada com o uso do capacitor.

Retificador de Meia Onda com Filtro Capacitivo

O circuito mostrado na figura apresenta o que chamamos de “filtragem” que, no caso, consiste na eliminação de variações bruscas na tensão es(t) sobre a carga resistiva Rc graças à presença do capacitor C que age como “amortecedor”

Figura 5: Retificador de meia onda com filtro capacitivo.

Suponhamos que o capacitor esteja inicialmente descarregado. Ao chegar o primeiro semiciclo positivo de eG(t), o diodo D conduz colocando C e R diretamente em contato com a tensão eG(t), a menos de vd. Enquanto eG(t) estiver aumentando, o diodo estará conduzindo, a corrente na resistência será (eG(t) – vd) / R e o capacitor vai se carregando até atingir a tensão máxima (EG – vd).

Quando eG(t) atinge o máximo e começa a cair, a carga em C tenta voltar, o que é impedido pelo imediato bloqueio do diodo. A carga do capacitor não tem alternativa senão escapar suave e exponencialmente através de R, enquanto a tensão no outro lado do diodo vai caindo até atingir o pico negativo de eG(t). Nesse instante, a tensão