04 Capacitor em Corrente Alternada Circuito Puramente Capacitivo

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Analise de Circuitos em Corrente Alternada
Aula04: Capacitor em Corrente Alternada   - Circuito Puramente Capacitivo
Bibliografia
Analise de Circuitos em Corrente Alternada - Editora Erica
1. Introdução
     Como vimos,  quando ligamos um capacitor em um circuito CC, inicialmente a corrente é máxima com tensão nula no capacitor, isto é, existe uma defasagem entre  a corrente e a tensão. Se um capacitor ideal (não tem resistência de perdas)  for ligado à uma  tensão alternadas senoidal, a corrente estará 90º adiantada em relação à tensão. A Fig01 mostra o circuito,  o diagrama fasorial e as formas de onda. 
Experimente esse link para compreender melhor o DF http://www.walter-fendt.de/ph14s/accircuit_s.htm 
 ( a )
( b )
Figura 01:  Circuito  Capacitivo  puro em CA - (a) Circuito; (b) Diagrama  fasorial ( o fasor em vermelho representa a corrente adiantada de 90º em relação à tensão, fasor preto ); (c) Formas de onda 
  2 . Reatância Capacitiva 
  É a medida da oposição oferecida pelo capacitor à passagem da corrente  alternada é calculada por:   
                         IMPORTANTE !!!                 
com    C em  Farads (F),   f   em Hertz (Hz)    resultando   XC em Ohms ()
Para calcularmos  o módulo da corrente no circuito poderemos usar a lei de Ohm, isto é : 
 
Exercício1:    Calcule  a intensidade  da corrente  no circuito em seguida desenhe o diagrama  fasorial.                                                                                                                                        
	
	Figura 02: Circuito do exercício 1
Solução:   Como são dados   C e a freqüência, podemos calcular  a  reatância  capacitiva  (Xc) :
Resposta simulada 
	
	Fig03: Circuito com a resposta do exercício 1
 
3. Potencia em Circuito Puramente Capacitivo
A potencia em um circuito puramente capacitivo é obtida determinando-se o valor medio da potencia instantanea. 
p(t)=v(t).i(t)
Observe que o valor médio da potencia nesse caso é zero, isto é, não existe potencia dissipada. No primeiro quarto de ciclo a potencia é negativa (o capacitor está consumindo energia e a armazena no campo elétrico), no segundo quarto de ciclo a potencia é positiva (o capacitor está devolvendo ao circuito a energia armazenada)
O gráfico da figura a seguir mostra as formas de onda da tensão no capacitor, corrente no capacitor e a potencia instantânea.
Figura 04: Graficos da tensão, corrente e potencia instantanea em um circuito puramente capacitivo. 
Clique aqui para obter o arquivo Microcap  do circuito puramente capacitivo - Potencia elétrica instantânea (p(t)=V(t).i(t) e potencia media 
Calculado a Reatância Capacitiva
Use o quadro a seguir para calcular a reatancia capacitiva, para tal entre com a frequencia (em Hz) e a capacitancia (em uF)
    
		Parte superior do formulário
   Freqüência: 
Parte inferior do formulário
	  Hz 
	Capacitância: 
	     uF 
	   
	  
	   
	  
	 
		Reatãncia Capacitiva (Xc)    Ohms 
	 
	
	
	
	x
	
	
    
4. Experiência 05 - Capacitor  em CA                                                                                           
4.1. Calcule a intensidade da corrente no circuito abaixo para cada valor de C. Anote na tabela
Abra o arquivo ExpCA05    ou ExpCA05 (Multisim)identifique o circuito  da figura abaixo. Execute uma analise transiente medindo a corrente em cada caso. Anote o valor da corrente do circuito na tabela I. 
Para o Multisim ligue o circuito em seguida meça a corrente para os dois valores de capacitores (use a chave para mudar de posição)
 Figura 05: Circuito  para a experiência 05 - medindo a corrente em um capacitor
Tabela I: medindo  a corrente em um capacitor  - 60Hz             
	Valor Calculado da Corrente
	Valor Medido da Corrente
	C=0,1uF
	C=10uF
	C=0,1uF
	C=10uF
	 
	 
	 
	 
4.3. Repita o item anterior mudando a frequencia do gerador para 180Hz. O que muda em relação ao item com f=60Hz?
 
Tabela II: medindo  a corrente em um capacitor  - 180Hz             
	Valor Calculado da Corrente
	Valor Medido da Corrente
	C=0,1uF
	C=10uF
	C=0,1uF
	C=10uF
	 
	 
	 
	 
. 
4.4. Para medir a defasagem entre a corrente e a tensão é usado de um artifício. Como o osciloscópio so mede tensão, um rfesistor sensor de valor bem menor que a reatância do capacitor é ligado em serie com o mesmo, Figura 06. Como a forma de onda da tensão em um resistor está em fase com a corrente, é anotada a forma de onda da tensão nesse resistor sensor (26 Ohms). Essa forma de onda é a   mesma da corrente. É determinada a defasagem no tempo e em seguida, por regra de tres, é obtida  a defasagem em graus.
	
	( a )
	
	( b )
	 Figura 06: Medindo a defsagem entre tensão e corrente em um  capacitor   ( a ) circuito ( b ) formas de onda e defasagem no tempo
4.5. Conclusões: