capacitores e indutores

1. Conceitos Básicos Sobre
Capacitores e Indutores
Edson
Matheus
Thiego

2. Trabalho recebido em 30 de junho de 1995
 Djalma M. Redondo e V. L. Líbero
 Departamento de Física e Informática
 Instituto de Física de São Carlos,
 Universidade de São Paulo, 13560 São Carlos, SP, Brasil

3. Resumo
 Circuitos contendo capacitores ou indutores são abordados
sem o uso de equações diferenciais ou outros formalismos
avançados. Através de análise dimensional e da comparação
entre escalas de tempo envolvidas nos processos de carga,
algumas características básicas desses componentes são
discutidas.

4. Introdução
 A importância desses dispositivos na eletrônica em geral é
consagrada;
 Demonstrar aspectos importantes desses dispositivos sem
fazer uma teoria completa;
 Algumas propriedades desses dispositivos podem ser
obtidas somente pelo uso de análise dimensional;

5. Capacitores
 Capacitor é um componente eletrônico constituído de duas
peças condutoras, denominadas armaduras. Entre elas pode
existir um material isolante, que pode ser, por exemplo,
papel, óleo ou o próprio ar.
 A função básica dos capacitores é armazenar cargas
elétricas, e consequentemente, energia potencial
eletrostática (ou elétrica).

6. Q = C V
Capacitância
Uma característica notável dos
capacitores é a linearidade
entre a carga Q e a ddp V entre
as placas.
Essa relação define a grandeza C, que é
função apenas das dimensões
geométricas das placas, separação das
mesmas e do material colocado entre elas.
carga elétrica armazenada

7. A ddp da bateria é
igual a ddp da
placa quando não
tem resistor.
Quanto mais ddp, mais carga, mais
capacitância. São proporcionais.
A unidade de capacitância é o Coulomb/volt que recebeu o
nome de Farad, em homenagem a Michael Faraday.

8. Circuito RC Série - Corrente
Continua
É um circuito em que um resistor R, um capacitor C, e uma
bateria de tensão Vo estão ligados em série. Nesse caso,
uma corrente é considerada contínua quando não altera seu
sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa.

9.  Vamos analisar a seguinte figura:
 O capacitor, quando totalmente descarregado, ao ser ligado
a uma fonte DC, 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
onde t é a constante de tempo do circuito, expressa
por t=R.C.

10. Circuito RC Série - Corrente
Alternada
 Dependendo da forma como é gerada a corrente, esta é invertida
periodicamente, ou seja, ora é positiva e ora é negativa, fazendo
com que os elétrons executem um movimento de vai-e-vem. Este
tipo de corrente é o que encontramos quando medimos a corrente
encontrada na rede elétrica residencial, ou seja, a corrente
medida nas tomada de nossa casa.

11.  Vamos agora analisar o nosso circuito RC série da Fig.(1).
mas agora ligado a um gerador de corrente alternada.
Para frequências muito baixas, ou seja, de perodos muito
maiores que o tempo de carga RC, o capacitor tem
tempo para reagir a tensão aplicada.
A reatância capacitiva é expressa por Xc = (2.p.f.C)-1
Observando essa expressão percebemos que Xc é inversamente
proporcional à freqüência, ou seja, quanto maior f, menor será o Xc.

12. Indutores
 Um indutor é essencialmente um fio condutor enrolado em
forma helicoidal.
 A função básica dos indutores é armazenar energia na forma
de campo magnético, normalmente combinando o efeito de
vários loops da corrente elétrica.

13.  Quando uma corrente elétrica atravessa um indutor, induz
uma voltagem em seus terminais. O valor dessa voltagem,
no sentido da queda de potencial, é dado por:
Indutância
Indutância é a
capacidade de
armazenar energia
magnética
Polaridade magnética do indutor

14. Circuito RL série - corrente
continua
Consiste de um resistor e de um indutor, podendo estar ligados
tanto em série quanto em paralelo, sendo alimentados por uma
fonte de tensão.

15.  O indutor, quando totalmente desenergizado, ao ser ligado a
uma fonte DC, em t=0s, torna-se instantaneamente um
circuito aberto, devido às correntes auto induzidas em suas
espiras . Com o passar do tempo, sua reatância indutiva vai
diminuindo exponencialmente até que, depois de um certo
período, ela se torna um curto-circuito. Este período é
chamado de tempo de energização do indutor e pode ser
dado por: T = L/R.

16. Circuito LC paralelo - corrente
alternada
 Um circuito LC consiste de um indutor e um capacitor. A
corrente elétrica irá alternar entre ele a uma frequência
angular de

17. Uso dos conceitos no ensino de
física
 Os conceitos sobre capacitores e indutores não são
abordados no ensino médio, apenas em cursos técnicos, o
artigo apresenta a possibilidade do uso desses conteúdos,
devido ao uso matemático não muito avançado.
 A partir do estudo desses componentes é possível que os
alunos tenham um entendimento melhor dos aparelhos
eletrônicos usados no seu cotidiano, pois estes aparelhos
são compostos por vários componentes eletrônicos .