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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO DISCIPLINA DE CIRCUITOS ELÉTRICOS II Prof. Alessandro L. Koerich Capacitor em Regime CA Objetivo Verificar a variação da reatância capacitiva com a frequência. Componentes e Instrumentação Capacitor cerâmico ou Poliéster 100nF (104). Resistor 1kΩ. Osciloscópio Digital de Dois Canais e Ponteiras 10x e 1x Gerador de Funções Introdução Um capacitor, quando percorrido por uma corrente elétrica alternada, oferece uma oposição à passagem dela, imposta por campo elétrico, denominada reatância capacitiva. Essa reatância capacitiva é inversamente proporcional à frequência da corrente, ao valor do capacitor e é dada pela relação: Podemos traçar o gráfico da reatância capacitiva em função da frequência, obtendo com resultado a curva mostrada abaixo. Do gráfico concluímos que, a medida que a frequência aumenta, a reatância capacitiva decresce até atingir um valor praticamente nulo. Como a reatância capacitiva é função da frequência, devemos medi-la por um processo experimental, ou seja, aplicamos uma tensão alternada aos terminais do capacitor, medimos o valor da tensão e da corrente, obtendo assim o seu valor pela relação: Aplicando uma tensão alternada nos terminais de um capacitor, como mostra o circuito da figura abaixo, surgirá uma corrente alternada, pois o capacitor irá carregar-se e descarregar-se continuamente em função da característica dessa tensão. Lembrando que quando o capacitor está descarregado (VC = 0), a corrente é máxima e quando carregado (VC = Vmáx ), a corrente é nula, podemos em função disso representar graficamente essa situação, conforme mostra a figura abaixo. Observando a figura acima, notamos que a corrente está adiantada de ⁄ rad em relação à tensão, portanto temos que a corrente obedece à equação: ( ) ( ) onde Parte Prática 1) Monte o circuito da figura acima. Ajuste a frequência do gerador de sinais para 10kHz. 2) Ajuste a tensão do gerador de sinais para obter no resistor as tensões marcadas no quadro abaixo. Para cada caso, meça e anote a tensão pico a pico no capacitor. Calcule os demais valores. VRpp (V) 10 12 14 16 18 VRef (V) Ief (mA) VCpp (V) VCef (V) XC (Ω) 3) Ajuste o gerador de sinais para 10V pico a pico, mantendo-a constante a cada medida. Varie a frequência de acordo com o quadro abaixo. Meça e anote para cada caso o valor da tensão pico a pico no resistor e no capacitor. Calcule os demais valores. f (kHz) VRpp(V) VRef(V) VCpp(V) VCef(V) Ief(mA) XC(Ω) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4) Calcule e compare com os valores obtidos na tabela do item 2). 5) Com os valores obtidos na tabela do item 3), construa o gráfico XC = f(f).
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