Filtros Eletricos: mudanças entre as edições

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=Fundamentos sobre Filtros Elétricos RC=
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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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  f<sub>c</sub> = 1 / 2&pi;RC
  f<sub>c</sub> = 1 / 2&pi;RC
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%''' (&radic;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%''' (&radic;2/2) da tensão de entrada.
==Procedimentos Práticos==
===Filtro passa baixa===
#Identifique os '''resistores''' e '''capacitores''' a serem utilizados no experimento. Observe que os '''capacitores eletrolíticos''' tem polaridade, portanto, devem ser montados no circuito considerando os terminais positivo e negativo.
#Monte na '''matriz de contatos''' o '''filtro RC''' da figura, usando o resistor de 68&Omega; e o capacitor de 22uF: [[Arquivo:lab_filtroRC_PB.png|400px]]
#Selecione o '''canal A''' do módulo '''Analog Devices M1K''' para '''Gerar Tensão/Medir Corrente''' e o '''canal B''' para '''Medir Voltagem'''.
#Configure o '''canal A''' para gerar uma '''onda senoidal''' com 10 Hz de frequência e tensão variando de 0 V a 5 V. Observe no '''canal B''' a forma de onda sobre o capacitor.
#Gradualmente aumente a '''frequência''' da '''onda senoidal''' até 1000 Hz e observe no '''canal B''' a redução da amplitude da forma de onda sobre o capacitor.
#Ajuste a frequência da  '''onda senoidal''' no '''canal A''' até que a amplitude da onda no '''canal B''' seja 3,5 V, ou seja, 70,7% da amplitude da entrada (5 . 0,707 &asymp; 3,5).
===Filtro passa alta===
#Monte na '''matriz de contatos''' o '''filtro RC''' da figura, usando o resistor de 68&Omega; e o capacitor de 10uF.  Observe que o '''resistor''' está conectado a tensão de 2,5 V e não ao terra: [[Arquivo:lab_filtroRC_PA.png|400px]]
#Configure o '''canal A''' para gerar uma '''onda senoidal''' com 10 Hz de frequência e tensão variando de 0 V a 5 V. Observe no '''canal B''' a forma de onda sobre o capacitor.
#Gradualmente aumente a '''frequência''' da '''onda senoidal''' até 1000 Hz e observe no '''canal B''' o aumento da amplitude da forma de onda sobre o capacitor.
#Ajuste a frequência da  '''onda senoidal''' no '''canal A''' até que a amplitude da onda no '''canal B''' seja 3,5 V.
;Análise do circuito: É importante notar que o '''resistor''' no '''filtro passa alta''' está conectado a referência de tensão de 2,5 V e não ao terra. Isto é necessário pois o  '''filtro passa alta''' não permite a passagem de '''corrente contínua''' (CC), podendo ser visto como um circuito que remove a componente de corrente contínua do sinal. O nível tensão CC (2,5 V) do outro lado do resistor ajusta a componente CC da saída do filtro para o valor médio da excursão do sinal de saída, uma vez que não há componente contínua no sinal de saída. Se o resistor fosse referenciado ao terra, a saída alternada oscilaria com valores positivos e negativos em torno da referência zero.
==Observações e Conclusões==
*'''Filtros elétricos''' são circuitos que permitem a passagem de terminadas '''frequências''' e limitam outras.
*Filtros simples podem ser construídos com componentes passivos, como os '''filtros RC''' e '''filtros RL'''.
*Na '''frequência de corte''' dos filtros a tensão da saída atinge 70,7% da tensão da entrada.
*'''Detectores de pico''' podem ser utilizados para verificar a amplitude máxima da tensão de saída de um filtro.


==Referências==
==Referências==

Edição das 12h19min de 1 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.

Referências


Root (discussão) 08h58min de 1 de outubro de 2021 (-03)

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