ANÁLISE DE CIRCULAÇÃO DE DC AND AC RC E RL SERIES

ANÁLISE DC E AC DE CIRCUITOS RC E RL SÉRIE

CIRCUITO RC SÉRIE EM CORRENTE CONTÍNUA

O capacitor, quando totalmente descarregado, ao ser ligado a uma fonte DC (corrente contínua), em t=0 segundos, torna-se instantaneamente um curto-circuito. Com o passar do tempo, devido ao acúmulo de cargas em suas placas, sua reatância capacitiva vai aumentando exponencialmente até que, depois de um certo período, ela se torna um circuito aberto. Este período é chamado de tempo de carga do capacitor e pode ser dado por 5\tau onde \tau (tau) é a constante de tempo do circuito, expressa por \tau = RC .

No gráfico da esquerda, a linha azul representa a tensão da fonte enquanto a linha vermelha representa a forma de onda da corrente do circuito e da queda de tensão no resistor.

No gráfico da direita podemos observar a representação da tensão da fonte em azul e a da queda de tensão no capacitor em verde.

Todas essas variáveis (E, VR, VC e I) estão em função do tempo.

Podemos observar nos gráficos que, no instante em que alimentamos o circuito, praticamente toda a tensão da fonte está sobre o resistor, a corrente no circuito é máxima e o capacitor é um curto (não existe queda de tensão sobre ele). Com o passar do tempo, observa-se que a tensão sobre o resistor, assim como, a corrente do circuito (primeira parte do gráfico vermelho à esquerda) decaem exponencialmente enquanto a queda de tensão no capacitor (primeira parte do gráfico verde à direita) aumenta exponencialmente até que a sua reatância se torne um circuito aberto e impeça a passagem de corrente no circuito.

Não é difícil de entender isso. Uma vez que a reatância capacitiva aumenta exponencialmente com o passar do tempo, a queda de tensão nela também aumenta. E como todo circuito série pode ser encarado como um divisor de tensão, se a tensão no capacitor aumenta, a tensão no resistor deve diminuir proporcionalmente.

Uma análise semelhante pode ser feita para a situação onde a fonte de alimentação é retirada do circuito e o capacitor é colocado diretamente em série com o resistor. No instante em que isso acontece, a única fonte fornecedora de tensão e corrente no circuito é o capacitor. Sendo assim, a corrente do circuito e a queda de tensão do resistor (segunda parte do gráfico vermelho à esquerda) invertem os seus sentidos e diminuem exponencialmente enquanto o capacitor (segunda parte do gráfico verde à direita) é descarregado, também de maneira exponencial, até que se esgote a sua carga.

Tanto o tempo de carga como o de descarga é dado por 5\tau.

CIRCUITO RC SÉRIE EM CORRENTE ALTERNADA

Quando fazemos análises em corrente alternada, o interessante é não pensarmos em carga e descarga do capacitor. Na verdade devemos pensar que o capacitor causará um adiantamento no sinal da corrente do circuito com relação ao sinal da fonte de alimentação. Em outras palavras, se olharmos esses sinais num osciloscópio, veremos que o sinal da corrente passa pelo zero antes do sinal da tensão.

À diferença entre as fases da tensão e da corrente é dado o