FORMAÇÃO
revista técnico-profissional
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o electricista Jorge Castilho Cabrita Engenheiro Electrotécnico (IST)/Professor do Ensino Secundário
lições
LIÇÕES DE ELECTRICIDADE 25º. PARTE
Condensadores em corrente contínua (2ª parte): Carga e descarga – Energia armazenada – Associações de condensadores.
Termina-se o estudo do condensador em corrente contínua com uma análise teórica e laboratorial dos processos de carga e descarga, determinação da energia armazenada e, por fim, análise das associações de condensadores.
57.5› CARGA E DESCARGA DO CONDENSADOR Num condensador de capacidade C, a aplicação de uma tensão contínua aos seus terminais produz uma corrente variável inicial até à carga do condensador. Após a carga, a corrente anula-se e o condensador fica com uma carga Q em cada armadura (positiva numa e negativa na outra) com a seguinte relação entre as grandezas: Q = C U.
valor de I1. À medida que decorre o processo de carga, a corrente vai diminuindo, devido à oposição crescente da carga eléctrica que se vai armazenando nas armaduras do condensador. Os electrões deslocam-se do pólo negativo do gerador para a armadura inferior do condensador, que vai aumentando o seu potencial negativo. Ao mesmo tempo, os electrões da armadura superior do condensador são atraídos pelo pólo positivo da fonte, diminuindo o número de cargas negativas nesta armadura, o que faz elevar o seu potencial positivo.
tanto mais quanto maior for o potencial negativo da armadura. Nesta fase, i1 = (E - uc) / R1. Quando a tensão uc atingir o valor E, a corrente extingue-se. Terminou a carga do condensador. Retornando o comutador à posição 0 (figura 235), a carga (e a tensão) no condensador mantém-se.
Consideremos o circuito de carga e descarga do condensador, com o comutador na posição 0 e o condensador descarregado (figura 232). Figura 235 . Posição de repouso: condensador carregado.
Figura 233 . Carga do condensador.
Figura 232 . Circuito de carga e descarga do condensador.
Com o comutador na posição 1 (figura 233), o condensador é carregado pela corrente i1 fornecida pelo gerador de f.e.m. E. No instante de ligação, t = 0, existe um pico de corrente I1 = E / R1 (figura 234) visto que a tensão UC = 0. Quanto maior for o valor de R1, menor será o
Figura 234 . Curva da intensidade de corrente de carga.
Os electrões acumulados na armadura inferior opõem-se ao fluxo de mais electrões,
A duração da carga depende dos valores da resistência R1 e da capacidade C do condensador. Valores elevados de R1 reduzem o valor da corrente de carga e, consequentemente, o tempo de carga. Quanto maior o valor da capacidade do condensador, maior é a carga eléctrica necessária para o carregar, pelo que o tempo de carga é maior. Define-se “constante de tempo” τ1 = R1 C (τ é uma letra grega que se lê “táu”) como o tempo ao fim do qual o valor da corrente toma o valor de um terço da corrente máxima inicial. O valor desta constante de tempo pode determinarse graficamente no eixo do tempo, a partir da tangente à curva da corrente no instante inicial, como se pode ver na figura 234. A