O capacitor armazena energia na forma de campo elétrico. Ele se opõe a variações rápidas de tensão, fornecendo uma reatância capacitiva ao circuito. Assim como a reatância indutiva, a reatância capacitiva depende da frequência da corrente e do valor do capacitor.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre capacitores e como eles armazenam energia usando um campo elétrico. Também menciona que capacitores resistem a mudanças rápidas na tensão, criando o que chamamos de reatância capacitiva. A gente vai precisar entender conceitos de eletricidade como frequência, capacitância e reatância para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é reatância capacitiva. Reatância é tipo a “resistência” que componentes como capacitores e indutores oferecem à passagem da corrente alternada num circuito. No caso do capacitor, a reatância capacitiva ( ) depende tanto da frequência ( ) da corrente quanto do valor do capacitor ( ).

Passo 3

A fórmula para calcular a reatância capacitiva é:
Aqui, é a frequência angular ( ) da corrente. Essa fórmula mostra que quanto maior a frequência ou o valor do capacitor, menor será a reatância capacitiva.

Passo 4

Vamos entender por que isso acontece. Se a frequência aumenta, significa que a corrente está mudando de direção mais rapidamente. O capacitor, que armazena e libera energia rapidamente, tem menos “tempo” para se opor a essa mudança, então a reatância diminui. Já se o valor do capacitor aumenta, ele pode armazenar mais carga, facilitando a passagem da corrente, também resultando em menor reatância.

Passo 5

Então, se quisermos calcular a reatância capacitiva em um circuito, precisamos saber a frequência da corrente e o valor do capacitor. Com esses valores, é só usar a fórmula que vimos:

Resposta

A reatância capacitiva é calculada por , mostrando que ela depende inversamente da frequência da corrente e do valor do capacitor.

Exercícios relacionados

Carga 3: Tem-se que a potência reativa , indicando uma potência reativa capacitiva devido ao sinal e o fator de potência . O fator é potência é o cosseno do ângulo de fase, isto é,
sendo, o ângulo de fase. Dado o valor de , tem-se que , o sinal negativo indica o sentido da potência reativa no plano. Por outro lado, tendo como referência o triangulo de potências, podemos escrever:
ou,
Exercício 3: Considere a transformada de Laplace inversa a seguir:
onde foi dado anteriormente. Queremos resolver:
tem-se o seguinte sistema de três equações,
Sabemos que dois polinômios são iguais se, e somente se, seus coeficientes são iguais. Desse modo, tem-se o seguinte sistema de equações: