Filtros Eletricos: mudanças entre as edições
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==Objetivos== | ==Objetivos== | ||
Conhecer o princípio de funcionamento dos '''filtros elétricos RC passa baixa e passa alta'''. | Conhecer o princípio de funcionamento dos '''filtros elétricos RC passa baixa e passa alta'''. | ||
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Os '''filtros elétricos''' mais simples podem ser construídos com elementos passivos, como '''resistores''' e '''capacitores''' ('''filtros RC''') ou '''resistores''' e '''indutores''' ('''filtros RL'''). | Os '''filtros elétricos''' mais simples podem ser construídos com elementos passivos, como '''resistores''' e '''capacitores''' ('''filtros RC''') ou '''resistores''' e '''indutores''' ('''filtros RL'''). | ||
==Filtros RC== | |||
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Com '''circuitos RC série''' é possível construir filtros elétricos '''passa baixa''' e '''passa alta'''. Os '''filtros''' operam sobre o '''divisor de tensão''' entre o '''resistor''' (R) e a '''reatância''' do '''capacitor''' (C). | Com '''circuitos RC série''' é possível construir filtros elétricos '''passa baixa''' e '''passa alta'''. Os '''filtros''' operam sobre o '''divisor de tensão''' entre o '''resistor''' (R) e a '''reatância''' do '''capacitor''' (C). | ||
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A '''reatância''' é a oposição a passagem de corrente elétrica de '''capacitores''' e '''indutores''' em circuitos de corrente alternada. A '''reatância''' é um parâmetro que depende da '''frequência''' do sinal de corrente alternada. | A '''reatância''' é a oposição a passagem de corrente elétrica de '''capacitores''' e '''indutores''' em circuitos de corrente alternada. A '''reatância''' é um parâmetro que depende da '''frequência''' do sinal de corrente alternada. | ||
Para um '''capacitor''' (C) '''reatância''' é dada por '''1/2πfC''' | Para um '''capacitor''' (C) '''reatância''' é dada por | ||
'''1/2πfC''' | |||
Pela expressão pode-se ver que a '''reatância capacitiva''' varia '''inversamente''' proporcional a '''frequência''' (f), ou seja, se a frequência aumenta a reatância diminui e vice versa. Para '''corrente contínua''' (frequência zero) a '''reatância capacitiva''' tende ao infinito, ou seja, o '''capacitor''' se comporta como um '''circuito aberto'''. Já para '''altas frequências''' o '''capacitor''' se comporta como um '''curto circuito'''. | |||
Na análise do '''divisor de tensão''' do '''filtro RC passa baixa''', verificamos que a medida que a frequência aumenta, a reatância do capacitor diminui, portanto, diminui a componente de tensão sobre o capacitor, consequentemente, a tensão de saída do filtro diminui. Para o '''filtro RC passa alta''' verificamos o contrário, a medida que a frequência aumenta, aumenta a tensão na saída do filtro. | Na análise do '''divisor de tensão''' do '''filtro RC passa baixa''', verificamos que a medida que a frequência aumenta, a reatância do capacitor diminui, portanto, diminui a componente de tensão sobre o capacitor, consequentemente, a tensão de saída do filtro diminui. Para o '''filtro RC passa alta''' verificamos o contrário, a medida que a frequência aumenta, aumenta a tensão na saída do filtro. | ||
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Na '''frequência de corte''' (f<sub>c</sub>) a amplitude da tensão de saída, tanto no '''filtro passa baixa''' quanto no '''passa alta''', cai a cerca de '''70,7%''' (√2/2) da tensão de entrada. | Na '''frequência de corte''' (f<sub>c</sub>) a amplitude da tensão de saída, tanto no '''filtro passa baixa''' quanto no '''passa alta''', cai a cerca de '''70,7%''' (√2/2) da tensão de entrada. | ||
== | ==Filtros RL== | ||
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Com '''circuitos RL série''' é possível construir filtros elétricos '''passa baixa''' e '''passa alta'''. Os '''filtros''' operam sobre o '''divisor de tensão''' entre o '''resistor''' (R) e a '''reatância''' do '''indutor''' (L). | |||
Para um '''indutor''' (L) '''reatância''' é dada por | |||
'''2πfL''' | |||
Pela expressão pode-se ver que a '''reatância indutiva''' varia '''diretamente''' proporcional a '''frequência''' (f), ou seja, se a frequência aumenta a reatância aumenta e vice versa. Para '''corrente contínua''' (frequência zero) a '''reatância indutiva''' tende a zero, ou seja, o '''indutor''' se comporta como um '''curto circuito'''. Já para '''altas frequências''' o '''indutor''' se comporta como um '''circuito aberto'''. | |||
Na análise do '''divisor de tensão''' do '''filtro RL passa alta''', verificamos que a medida que a frequência aumenta, a reatância do indutor aumenta, portanto, aumenta a componente de tensão sobre o indutor, consequentemente, a tensão de saída do filtro aumenta. Para o '''filtro RL passa baixa''' verificamos o contrário, a medida que a frequência aumenta, diminui a tensão na saída do filtro. | |||
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A '''frequência de corte''' (f<sub>c</sub>) é definida como a frequência na qual a '''reatância indutiva''' é igual a '''resistência''', ou seja | |||
R = 2πf<sub>c</sub>L | |||
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f<sub>c</sub> = R / 2πL | |||
Na '''frequência de corte''' (f<sub>c</sub>) a amplitude da tensão de saída, tanto no '''filtro passa baixa''' quanto no '''passa alta''', cai a cerca de '''70,7%''' (√2/2) da tensão de entrada. | |||
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Edição atual tal como às 18h47min de 18 de outubro de 2021
Fundamentos sobre Filtros Elétricos RC
Objetivos
Conhecer o princípio de funcionamento dos filtros elétricos RC passa baixa e passa alta.
Fundamentos sobre Filtros Elétricos
Filtros elétricos são circuitos que permitem filtrar determinadas frequências de um sinal CA permitindo a passagem de algumas frequências e limitando a passagem de outras. A frequência de transição entre as frequências permitidas e as não permitidas é chamada frequência de corte (fc).
Um filtro que permite a passagem de frequências abaixo da frequência de corte é chamado de filtro passa baixa e um filtro que permite a passagem de frequências a acima frequência de corte é chamado de filtro passa alta.
Os filtros elétricos mais simples podem ser construídos com elementos passivos, como resistores e capacitores (filtros RC) ou resistores e indutores (filtros RL).
Filtros RC
Com circuitos RC série é possível construir filtros elétricos passa baixa e passa alta. Os filtros operam sobre o divisor de tensão entre o resistor (R) e a reatância do capacitor (C).
A reatância é a oposição a passagem de corrente elétrica de capacitores e indutores em circuitos de corrente alternada. A reatância é um parâmetro que depende da frequência do sinal de corrente alternada.
Para um capacitor (C) reatância é dada por
1/2πfC
Pela expressão pode-se ver que a reatância capacitiva varia inversamente proporcional a frequência (f), ou seja, se a frequência aumenta a reatância diminui e vice versa. Para corrente contínua (frequência zero) a reatância capacitiva tende ao infinito, ou seja, o capacitor se comporta como um circuito aberto. Já para altas frequências o capacitor se comporta como um curto circuito.
Na análise do divisor de tensão do filtro RC passa baixa, verificamos que a medida que a frequência aumenta, a reatância do capacitor diminui, portanto, diminui a componente de tensão sobre o capacitor, consequentemente, a tensão de saída do filtro diminui. Para o filtro RC passa alta verificamos o contrário, a medida que a frequência aumenta, aumenta a tensão na saída do filtro.
A frequência de corte (fc) é definida como a frequência na qual a reatância capacitiva é igual a resistência, ou seja
R = 1/2πfcC
que resulta:
fc = 1 / 2πRC
Na frequência de corte (fc) a amplitude da tensão de saída, tanto no filtro passa baixa quanto no passa alta, cai a cerca de 70,7% (√2/2) da tensão de entrada.
Filtros RL
Com circuitos RL série é possível construir filtros elétricos passa baixa e passa alta. Os filtros operam sobre o divisor de tensão entre o resistor (R) e a reatância do indutor (L).
Para um indutor (L) reatância é dada por
2πfL
Pela expressão pode-se ver que a reatância indutiva varia diretamente proporcional a frequência (f), ou seja, se a frequência aumenta a reatância aumenta e vice versa. Para corrente contínua (frequência zero) a reatância indutiva tende a zero, ou seja, o indutor se comporta como um curto circuito. Já para altas frequências o indutor se comporta como um circuito aberto.
Na análise do divisor de tensão do filtro RL passa alta, verificamos que a medida que a frequência aumenta, a reatância do indutor aumenta, portanto, aumenta a componente de tensão sobre o indutor, consequentemente, a tensão de saída do filtro aumenta. Para o filtro RL passa baixa verificamos o contrário, a medida que a frequência aumenta, diminui a tensão na saída do filtro.
A frequência de corte (fc) é definida como a frequência na qual a reatância indutiva é igual a resistência, ou seja
R = 2πfcL
que resulta:
fc = R / 2πL
Na frequência de corte (fc) a amplitude da tensão de saída, tanto no filtro passa baixa quanto no passa alta, cai a cerca de 70,7% (√2/2) da tensão de entrada.
Laboratório
Referências
Evandro.cantu (discussão) 16h38min de 1 de outubro de 2021 (-03)
