CURSO DE ELETRÔNICA - Circuitos RC parte 2

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      pelo seu trabalho e valorização destas como agentes de mudança.

Circuito RC paralelo em corrente alternada

A característica fundamental dos circuitos paralelos consiste no fato de que a tensão aplicada a todos os componentes é a mesma. Por esta razão a tensão é tomada como referência para uma análise gráfica dos circuitos paralelos.

A aplicação de tensão alternada V ao circuito provoca o aparecimento de uma corrente no resistor I_R. Esta corrente está em fase com a tensão aplicada. A mesma tensão aplicada ao resistor é aplicada sobre o capacitor, dando origem a uma corrente I_C.

Considerando que a corrente no capacitor está sempre adiantada 90º em relação a tensão, pode-se desenhar o gráfico senoidal completo do circuito RC paralelo, como pode ser visto na Fig.1.

Fig.1 Gráfico senoidal completo do circuito RC paralelo em CA.

Observa-se através do gráfico senoidal que o circuito RC paralelo provoca uma defasagem entre as correntes no resistor e no capacitor.

O gráfico senoidal pode ser representado sob a forma de fasores, conforme mostrado na Fig.2.

Fig.2 Diagrama fasorial do circuito RC paralelo em CA.

O gráfico fasorial mostra a tensão aplicada, a corrente no resistor em fase com a tensão aplicada e a corrente no capacitor adiantada 90º.

As correntes no circuito RC paralelo em corrente alternada

No circuito RC paralelo, existem três correntes envolvidas:

·        A corrente no resistor I_R.

·        A corrente no capacitor I_C.

·        A corrente total I_T.

A Fig.3 mostra um circuito RC paralelo em CA com instrumentos destinados à medição dessas três correntes.

Fig.3 Medição de I_R, I_C e I_T.

A corrente eficaz no resistor I_R é dada pela Lei de Ohm.

                                                                                                  Ir = V/R      (1)

A corrente eficaz no capacitor também é dada pela Lei de Ohm, usando a reatância capacitiva.

                                                                                                    Ic =  V/Xc (2)

A corrente total é resultante da soma fasorial entre I_C e I_R porque estas correntes estão defasadas entre si.

Os fasores I_R, I_C e I_T formam um triângulo. Dessa forma, a corrente total I_T é encontrada aplicando-se o Teorema de Pitágoras, como ilustrado na Fig.4.

Fig.4 Obtenção da corrente total I_T.

Logo,

                                                      (3)

   

A seguir são apresentados dois exemplos de aplicação da equação da corrente total.

Exemplo 1:

Dado o circuito da figura abaixo, determinar I_R, I_C e I_T.

Solução:

 

Exemplo 2:

Determinar I_C, R e C no circuito da figura abaixo.

Solução:

Impedância do circuito RC paralelo

A impedância Z é a oposição total que o circuito apresenta à circulação da corrente.

Em circuitos reativos (que têm reatâncias envolvidas) do tipo paralelo, a impedância Z somente pode ser calculada se a corrente total for conhecida.

                                                                                  Z = V/It      (4)

Nesta equação, os valores de Z estão em ohms, V em volts e I_T em ampères.

A seguir são apresentados dois exemplos, utilizando a equação apresentada.

Exemplo 3:

Dado o circuito da figura abaixo, determinar I_T  e Z.

Solução:

Exemplo 4:

Dado o circuito da figura abaixo, determinar I_R, I_C, I_T e Z.

Solução:

Cálculo de I_R :

Defasagem entre as correntes

Como resultado da aplicação de um circuito RC paralelo a uma rede de CA, obtêm-se três correntes defasadas entre si.

Os ângulos de defasagem entre I_R e I_T e entre I_C e I_T podem ser determinados com base no triângulo retângulo formado pelos três fasores, como mostra a Fig. 5.

Fig.5 Ângulos de defasagem entre as correntes I_R e I_T e entre I_C e I_T.

O ângulo j entre I_R e I_T pode ser definido a partir da relação cosseno:

                                                                                 

O valor numérico do ângulo é encontrado consultando uma tabela de cossenos ou usando uma calculadora.

Dispondo-se do ângulo entre IR e IT, pode-se facilmente determinar o ângula ( entre IC e IT.

Quando o ângulo ( é menor que 45º, isto significa que IR é maior que IC e se diz que o circuito é predominantemente resistivo.

Quando o ângulo ( é maior que °5, isto significa que IC é maior que IR e o circuito é predominantemente capacitivo.