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: