Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão

Disciplina: Eletrotécnica Geral Prof. José Guimarães

Alunos: João Pedro Franco de Mello Ec1011019-21

Kathleen Guimarães Santana Ec1011023-21

Marcela Duarte de Sousa Ec1011030-21

Phablo Adolfo Silva Ec1011035-21

Circuito LC em Paralelo

São Luis

Janeiro/2012

INTRODUÇÃO

Neste presente trabalho estudaremos os circuitos LC paralelos, exibindo sua importância e aplicação no cotidiano. Um circuito LC, também chamado de circuito ressonante, é um circuito elétrico composto por um indutor (L) e um capacitor (C). Pelo fato, dele ser compostos por esses dois dispositivos é necessária uma breve explicação sobre o funcionamento de capacitores e indutores.

Capacitores

Capacitores ou condensadores são elementos capazes de armazenar carga elétrica, consequentemente, energia potencial elétrica. Um Capacitor é basicamente constituído de duas placas ligadas a dois terminais que se conectam a duas placas metálicas separadas por um dielétrico, que pode se ar, papel, plástico ou qualquer outro material que não conduza eletricidade e impeça as placas que se toquem. Os capacitores têm inúmeras aplicações, às vezes eles são utilizados para armazenar carga para utilização rápida, assim como flashes de máquinas e lasers. Uma das funções deste também seria a de eliminar ondulações, se uma linha que conduz corrente contínua (CC) possui ondulações e picos, um grande capacitor pode uniformizar a tensão absorvendo os picos e preenchendo os vales; Um capacitor pode bloquear a CC. Se você conectar um pequeno capacitor a uma pilha, então não fluirá corrente entre os pólos da pilha assim que o capacitor estiver carregado (o que é instantâneo se o capacitor é pequeno). Entretanto, o sinal de corrente alternada (CA) flui através do capacitor sem qualquer impedimento. Isto ocorre porque o capacitor irá carregar e descarregar à medida que a corrente alternada flutua, fazendo parecer que a corrente alternada está fluindo.

Juntamente com o conceito de capacitores, vem a descrição de capacitância, esta que define a propriedade que um capacitor tem de se opor a uma variação de tensão. A capacitância se comporta em relação à tensão do mesmo modo que a indutância em relação à corrente. Assim, se a tensão aplicada a um capacitor aumenta, a capacitância resiste  a essa variação. Se a tensão aplicada ao capacitor diminui, a capacitância tenta manter a tensão original. Como nos circuitos de C.A. a tensão está sempre variando, a capacitância  está sempre agindo no sentido de retardar essas variações. Sendo assim podemos dizer que a capacitância faz a tensão se atrasar em relação à corrente. Como no caso da indutância, a corrente e a tensão em um capacitor não estão em fase. A capacitância é simbolizada pela letra C, e é medida em Farads. A capacitância de um capacitor é a carga elétrica (em coulomb) que deve ser passada de uma placa para a outra de modo a criar uma diferença de potencial de 1 volt entre as placas. Um Farad é a capacitância de um capacitor no qual uma carga de 1 coulomb produz uma diferença de 1 volt entre as placas.

Indutores

Também conhecidos como bobinas, indutores são componentes que tem a finalidade de armazenar energia elétrica sob forma de campo magnético criado pelas correntes que circulam por ele. Como nos capacitores, existe uma interdependência entre a tensão nos extremos do indutor e a corrente que circula por ele. Quanto mais rapidamente variar a corrente numa dada variação de tempo, maior será a tensão nos terminais do indutor.

Os indutores, como os capacitores, opõem-se ao fluxo da corrente alternada. Nos capacitores, quanto maior a frequência, 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 frequência aumenta. Também a reatância indutiva aumenta quando o valor da indutância aumenta.

Exemplos de indutores são as bobinas de filtro, elas são usadas em fontes de alimentação para suavizar variações em corrente de alimentação. As bobinas de filtro são geralmente projetadas para suportar correntes de intensidades relativamente altas. São enroladas sobre núcleos laminados de ferro.

As laminações de ferro são camadas ou chapas de ferro empilhadas uma acima da outra. O valor de indutância das bobinas de filtro é geralmente de cerca de 1 a 30 Henrys. Os choques de radiofrequência possuem um núcleo de ar. Como seu nome explica, são usados para opor-se a mudanças nas correntes de radiofrequência. Quando são moldadas em forma cilíndrica, podem ser identificados por código de cores, como nos resistores.

Indutores variáveis são projetados de tal forma que o material do núcleo pode ser deslocado para dentro ou para fora do centro. A indutância aumenta conforme o núcleo vai se deslocando dentro da bobina. O material do núcleo pode ser de ferro em pó sintetizado ou de ferrite. Esses materiais são usados devido às suas baixas perdas a altas frequências. Pérolas de ferrite são bolinhas de material magnético que agem como choques de radiofrequência. Um fio percorrido por uma corrente elétrica passa através da bolinha. Isto tem o mesmo efeito que ligar uma bobina de choque em série com o fio.

Circuitos LC paralelos

Os circuitos LC se comportam como ressonadores eletrônicos, sendo uma componente chave em muitas aplicações, tais como osciladores filtros e misturadores de frequência.

Um circuito LC consiste de um indutor e um capacitor. A corrente elétrica irá alternar entre ele a uma frequência angular, e a uma frequência de ressonância igual a:

L é a indutância (em Henrys) C é a capacitância (em farads). ω é a frequência angular (em radianos por segundo).

Um circuito LC é um modelo idealizado, visto que ele assume que não há dissipação de energia devido à resistência elétrica.

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 aenergia 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 frequência ressonante.

Impedância nos circuitos LC paralelos:

A impedância é o conjunto de todos os fatores que se opõem à passagem da corrente elétrica alternada. A impedância total é dada por:

Gráficos do circuito LC

XC = 1/ 2πfC

XL = 2πfL

XL = XC

Conclusão

Através desse trabalho observamos importância do circuito LC em série, aplicados na engenharia e no cotidiano.

BIBLIOGRAFIA

http://eletronicos.hsw.uol.com.br/capacitor2.htm

http://www.moai.ifba.edu.br/robotica/auxilio/indutores.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_LC

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque/1368-alm18.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_RLC