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Relatório sobre Circuito Ressonante LC paralelo
Tipologia: Notas de estudo
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Este relatório tem como tema “Circuito Ressonante LC Paralelo”. Segue, na Introdução Teórica, uma breve explicação sobre o princípio de funcionamento de capacitores e indutores, para melhor entendimento de um Circuito Ressonante (LC Paralelo).
Capacitores
Capacitores ou condensadores são elementos elétricos capazes de armazenar carga elétrica e, conseqüentemente, energia potencial elétrica. Podem ser esféricos, cilíndricos ou planos, constituindo-se de dois condutores denominados armaduras que, ao serem eletrizados, num processo de indução total, armazenam cargas elétricas de mesmo valor absoluto, porém de sinais contrários. O capacitor tem inúmeras aplicações na eletrônica, podendo servir para armazenar energia elétrica, carregando-se e descarregando-se muitas vezes por segundo. Na eletrônica, para pequenas variações da diferença de potencial, o capacitor pode fornecer ou absorver cargas elétricas, pode ainda gerar campos elétricos de diferentes intensidades ou muito intensos em pequenos volumes.
Capacitância
A carga elétrica armazenada em um capacitor é diretamente proporcional à diferença de potencial elétrico ao qual foi submetido.
Assim sendo, definimos capacidade eletrostática C de um capacitor como a razão entre o valor absoluto da carga elétrica Q que foi movimentada de uma armadura para outra e a ddp U nos seus terminais. Essa carga elétrica corresponde à carga de sua armadura positiva.
Figura 1: Ilustração e fórmula da capacitância
A capacidade eletrostática de um capacitor depende da forma e dimensões de suas armaduras e do dielétrico (material isolante) entre as mesmas. A unidade de capacidade eletrostática, no Sistema Internacional de Unidades (SI), é o farad (F).
V = L / (i / t) onde:
V = Tensão
L = Indutância em Henry
i / t = Variação da corrente num intervalo de tempo
Quanto mais rapidamente variar a corrente numa dada variação de tempo, maior será a tensão nos terminais do indutor. A corrente que circula através de um indutor não pode ter seu valor alterado de uma quantidade finita, instantaneamente, pois isto implicaria em uma tensão infinita neste instante (o indutor não aceita variações bruscas de corrente)
Reatância Indutiva Os indutores, como os capacitores, opõem-se ao fluxo da corrente alternada. Nos capacitores, quanto maior a freqüência, menor a oposição que o capacitor oferece ao fluxo da corrente alternada. A indutância reativa que representa a oposição que uma bobina oferece ao fluxo de uma corrente alternada aumenta quando a freqüência aumenta. Também a reatância indutiva aumenta quando o valor da indutância aumenta. Matematicamente temos:
Xl = 2pif*L onde:
Xl = Reatância em Ohms
pi = 3,
f = Freqüência em Hertz
L = Indutância em Henries
Esta equação mostra que a oposição ou reatância de um indutor aumenta quando se aumenta a indutância ou a freqüência. Os indutores são componentes reativos.
Circuito LC - Ressonantes
Os circuitos LC são chamados de ressonantes pois agem da seguinte forma:
Suponhamos que inicialmente o capacitor encontra-se carregado com um potencial V. No momento que o indutor é ligado, uma corrente surge no circuito, através da qual a energia acumulada no capacitor, ½CV2, passa a se transferir para o indutor. O processo atinge um ponto máximo quando toda a energia do capacitor tiver sido transferida para o indutor. A partir desse momento, a energia acumulada no indutor passa a se transferir para o capacitor, através do surgimento de uma corrente contrária à corrente inicial.
Resulta daí que a corrente é nula quando a carga no capacitor for máxima, e a corrente será máxima quando a carga no capacitor for nula. Este circuito apresenta um comportamento, em termos de variação de energia, análogo ao apresentado pelo conjunto massa-mola, na ausência de qualquer tipo de atrito. Neste caso, energia potencial acumulada na mola é transformada em energia cinética da massa, e vice- versa. Um resistor, se inserido, exerce o mesmo papel que o atrito no sistema massa-mola. Através do efeito Joule, parte da energia transferida do capacitor para o indutor (e vice- versa) será consumida no resistor. Como os indutores são componentes que geram um campo magnético, a introdução de um metal neste campo gera uma variação na indutância do mesmo, aumentando assim a freqüência ressonante.
Estudo do comportamento em freqüência de um circuito LC paralelo. Utilização das medidas realizadas para determinação de um modelo de circuito elétrico equivalente adequado.
experiência. (Lembre-se que o valor de Rs representa as perdas resistivas do indutor).
Rs L C ~
Portanto, f ro =__________
o Q do circuito. A partir dos valores de L e Rs, calcule o valor do Q e compare com o valor obtido pelo método gráfico.
circuito ressonante.
freqüência.
admitância obtida experimentalmente. Qual o melhor modelo (paralelo ou série-paralelo) para representar o circuito?
