Explique de maneira sucinta qual é a razão da existência de defasagem entre a corrente e a tensão (b) nos circuitos capacitivos puros.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para explicar de forma simples por que, em circuitos puramente capacitivos, a corrente acaba ficando defasada em relação à tensão. A gente vai precisar entender um pouquinho sobre como capacitores funcionam e como corrente e tensão se comportam nesses circuitos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um capacitor. Um capacitor é um componente que armazena energia na forma de um campo elétrico. Ele tem duas placas que acumulam cargas elétricas quando conectadas a uma fonte de tensão.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a relação entre corrente e tensão no capacitor. A corrente que passa no capacitor está relacionada à taxa de variação da tensão. A fórmula que descreve isso é:
Onde:
- $ I $ é a corrente,
- $ C $ é a capacitância,
- $ \frac{dV}{dt} $ é a derivada da tensão em relação ao tempo.
Passo 4
Essa equação mostra que a corrente depende de como a tensão está mudando no tempo. Em um circuito de corrente alternada (CA), onde a tensão varia sinusoidalmente, a derivada de uma senoide é uma cossenoide. Isso significa que a corrente será uma senoide deslocada em relação à tensão.
Passo 5
Mais especificamente, a corrente em um circuito puramente capacitivo adianta a tensão em 90 graus na fase. Isso quer dizer que, quando a tensão está no pico, a corrente já está passando pela passagem zero, e vice-versa. Essa diferença de fase de 90 graus é o que chamamos de defasagem entre corrente e tensão.
Resposta
Em resumo, a defasagem entre corrente e tensão em circuitos capacitivos puros ocorre porque a corrente está relacionada à variação da tensão no tempo, fazendo com que ela avance 90 graus em relação à tensão.