Circuitos Elétricos

ETAPA 3

Aula- tema: Introdução à análise de circuitos; Elementos Armazenadores de energia

Passo 1:

Leia o capítulo 7 do livro-texto da disciplina circuitos elétricos, Fundamentos de Análise de Circuitos Elétricos.

Passo 2:

Pesquise sobre os tipos de capacitores e indutores, descreva as suas características de construção e de exemplos de suas utilizações.

Algumas vezes, é necessário liberar muita energia em pouco tempo – por exemplo, um flash de fotografia, para tanto existe um dispositivo elétrico: capacitor, já que uma pilha normal, não seria capaz de fornecer tanta energia em tão pouco tempo. O capacitor é fundamentalmente um componente que armazena cargas elétricas, onde sua estrutura é constituída basicamente de dois elementos condutores (placas metálicas ou armaduras) separados por um material isolante (dielétrico).

Sua utilidade pode ser dada para algumas vezes, armazenar carga para utilização rápida. É isso que o flash faz. Os grandes lasers também utilizam esta técnica para produzir flashes muito brilhantes e instantâneos, também podem eliminar ondulações. Se uma linha que conduz corrente contínua (CC) possui ondulações e picos, um grande capacitor pode uniformizar a tensão absorvendo os picos e preenchendo os valese pode bloquear a CC. Se conectar um pequeno capacitor a uma pilha, então não fluirá corrente entre os pólos da pilha assim que o capacitor estiver carregado (o que é instantâneo se o capacitor é pequeno). Entretanto, o sinal de corrente alternada (CA) flui através do capacitor sem qualquer impedimento. Isto ocorre porque o capacitor irá carregar e descarregar à medida que a corrente alternada flutua, fazendo parecer que a corrente alternada está fluindo.

Quanto a sua classificação, os capacitores variam segundo suas formas geométricas:

• Capacitor Plano - O capacitor plano consiste basicamente de duas placas metálicas planas e paralelas.

• Capacitor Cilíndrico - O capacitor cilíndrico consiste de duas armaduras cilíndricas e coaxiais (que compartilham um eixo), entre as quais é possível colocar um material dielétrico, assim como os capacitores planos.

• Capacitor esférico - O capacitor esférico consiste de duas armaduras esféricas e concêntricas, uma de raio menor e outra de raio maior. Entre as duas armaduras, assim como nos capacitores planos e cilíndricos, é aceitável colocar um material dielétrico.

Para que haja o acúmulo de cargas elétricas há a necessidade de um material isolante; e quanto mais isolante for o dielétrico, mais cargas elétricas serão acumuladas. Esse processo pode ocorrer de duas formas básicas: contato ou indução.

Quando se liga uma fonte de tensão a um capacitor, a placa metálica ligada ao pólo negativo da fonte eletriza-se negativamente por contato: os elétrons livres se dirigem do pólo negativo para a placa, carregando-a. Surge então um campo elétrico ao redor dela, que repele os elétrons livres da outra placa, os quais se deslocam para o pólo positivo da fonte. Essa placa, portanto, começa a se carregar positivamente por indução.

Observa-se então que assim que se aplica tensão sobre o capacitor, circula uma corrente de valor elevado, portanto, no instante inicial, a tensão sobre o capacitor é nula e a corrente é máxima, deixando o capacitor em um curto circuito. No entanto, com o passar do tempo, essa corrente de carga vai decrescendo (a carga acumulada nas placas tende a repelir as outras que continuam chegando) à medida que a tensão vai crescendo.

Desta forma, percebe-se que o capacitor se opõe à variação abrupta da tensão, atrasando-a em relação à corrente, assim quando o capacitor carrega, a corrente cai a zero, comportando-se como um circuito aberto.

Para melhor compreensão: a placa superior começa a se carregar positivamente enquanto a inferior se carrega negativamente e antes do capacitor ser carregado totalmente, inverte-se a polaridade da fonte, fazendo assim, este descarregar, para começar a carregar ao contrário.

Fazendo essa troca de forma constante e rápida, há de se constatar uma corrente alternada fluindo pelo circuito. Quanto maior for o poder de retenção de carga do capacitor e quanto mais rápida for a troca de polaridade, mais intensa será a corrente. Sendo assim, percebe-se que a capacitância do capacitor é diretamente proporcional à freqüência do