1 Filtros Capacitivos

7/21/2019 1 Filtros Capacitivos

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CURSO DE ENGENHARIA ELTRICA

DAVI FRANCISCO TEIXEIRALUCAS CSAR SOARES MARTINSRICARDO FERNANDES DA SILVA

FILTROS CAPACITIVOS

FRANCASETEMBRO 2013


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ANDR TAVEIRA CHAGASDAVI FRANCISCO TEIXEIRAJLIO CSAR PIRES BISPO

LUCAS CSAR SOARES MARTINSRICARDO FERNANDES DA SILVA

FILTROS CAPACITIVOS

Trabalho apresentado aos professores Ms.Rochae Ms. Gabriel Bachur como requisito parcial paraobteno de aprovao na disciplina CircuitosEltricos l! do "# per$odo noturno do curso deEn%enharia Eltrica! na &niversidade de 'ranca.

FRANCA

SETEMBRO 2013


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1 INTRODUO

(s filtros capacitivos tem como funo principal! filtrar altas ou bai)as

frequ*ncias indese+adas a partir de um determinado sinal de entrada. Entre suas

aplica,es podemos destacar seu uso em sistemas de telecomunica,es! que

selecionam a fai)a dese+ada e re+eitam as demais! em equipamentos de som!

selecionando as frequ*ncias aud$veis a serem reprodu-idas em cada dispositivo!

alm do uso para a eliminao de ru$dos %erados por equipamentos eletrnicos com

caracter$stica no linear! ou de ru$dos captados do ambiente! entre outras

aplica,es.


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!

2 OBJETIVOS

Esta atividade pr/tica tem como ob+etivo analisar e e)plicar como capacitores

podem atuar como filtros de sinais de tenso alternada! permitindo que certas

frequ*ncias passem e outras no! analisar os diferentes tipos de resposta que

componentes capacitivos apresentam de acordo com a frequ*ncia da tenso sobre

eles aplicada! alm de e)plicar a import0ncia dos filtros em instala,es com corrente

alternada1

3 DESENVOLVIMENTO

3"1 MATERIAIS UTILI#ADOS

2 Gerador de sinais

2 (scilosc3pio

2 4rotoboard

2 Resistores 5!5 6

2 Capacitor polister 7!8 '

3"2 PROCEDIMENTOS

9.5.8 ':;TR( 4


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$

Este tipo de circuito chamado de filtro passa2bai)a pois ele filtra sinais de

tenso de alta frequ*ncia! permitindo apenas a passa%em de sinais de bai)a

frequ*ncia.

'i%ura5

4ara verificar sua atuao deste filtro! a+ustou2se o %erador de sinais de modo

a apresentar uma tenso senoidal com pico de 8!7 . Em se%uida! variou2se os

valores de frequ*ncia do sinal e mediu2se! com au)$lio do oscilosc3pio! os

respectivos valores de tenso de pico coletados no sinal de sa$da. 'oi obtida a

tabela e o respectivo %r/fico Tenso de sa$da versus 'requ*ncia?

Filtro Passa Baixa

Frequncia (Hz)

Tenso deSada (Vp)

200 1,000

600 0,720

1000 0,550

1400 0,420

1800 0,3502200 0,280

2600 0,240

3000 0,210

3400 0,200


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%

0 2000 4000

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

Frequncia (Hz)

Tenso de Pico de Sada (V)

Tabela 8 Gr/fico 8

4ara analisar melhor o comportamento do filtro! vamos analisar o que ocorre

com o aumento da tenso sobre o circuito! no que di- respeito @ imped0ncia total A

do circuito! a partir da equao Z=R+1

2 fConde R a resist*ncia em ohms do

resistor utili-ado! f a frequ*ncia da tenso aplicada em hert-! e C a capacit0ncia do

capacitor da sa$da do filtro! em 'arads. c

do capacitor para cada frequ*ncia utili-ada! encontra2se na tabela 5 a se%uir?

Frequncia(Hz)

Impedncia !Total do

"ircuito (#)

$eatncia do%c do

"apacitor (#)200 10157,7 7957,7

600 4852,6 2652,6

1000 3791,5 1591,51400 3336,8 1136,8


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&

1800 3084,2 884,2

2200 2923,4 723,4

2600 2812,1 612,1

3000 2730,5 530,5

3400 2668,1 468,1 Tabela 5

Dotamos que! conforme a equao da imped0ncia total mostra! apenas a

Reat0ncia Capacitiva >c varia com a frequ*ncia! ou se+a! com o aumento da

frequ*ncia a Reat0ncia do capacitor diminui. < sa$da do filtro a pr3pria queda de

tenso sobre o capacitor! lo%o quando o capacitor passa a ter reat0ncias muito

bai)as! a queda de tenso sobre ele tambm diminui! diminuindo a tenso de sa$da

do filtro! ficando ento sobre o resistor quase toda a tenso da fonte. / em

frequ*ncias bai)as! o capacitor passa a ter uma reat0ncia muito alta! sendo v/rias

ve-es maior que a resist*ncia do resistor! ficando sobre ele praticamente toda a

tenso da fonte.

F'()*+,-./ ( -'(

< frequ*ncia de corte! que utili-ada para pro+etos de filtros RC pode ser

encontrada pela f3rmula?

fc=1

2 RC

< frequ*ncia de corte a frequ*ncia na qual a tenso de sa$da do filtro atin%e

F7!F do valor da tenso de entrada do filtro.

4ara o circuito utili-ado neste filtro! temos?

fc=1

2 22000,0000001=723,43Hz

=e fi-ermos uma interpolao entre os valores obtidos nos testes! que

encontram2se na tabela! com a frequ*ncia de F59!H9 I- obter$amos

apro)imadamente 7!"" ! o que equivale ""!" da tenso de entrada! no to

distante do valor esperado! diferenas provavelmente devidas @s toler0ncias dos

componentes! erros de leitura e calibrao dos instrumentos utili-ados.

9.5.8 ':;TR( 4


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'i%ura 9

Este tipo de circuito chamado de filtro passa2alta pois ele filtra sinais de

tenso de bai)a frequ*ncia! permitindo apenas a passa%em de sinais de alta

frequ*ncia.

'i%ura 9

Como na etapa anterior! a+ustou2se o %erador de sinais de modo a apresentar

uma tenso senoidal com pico de 8!7 . Em se%uida! variou2se os valores de

frequ*ncia do sinal e mediu2se! com au)$lio do oscilosc3pio! os respectivos valores

de tenso de pico coletados no sinal de sa$da. 'oi obtida a tabela e plotou2se o

respectivo %r/fico de Tenso de sa$da versus 'requ*ncia?


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Tenso de Pico de Sada (V)

Filtro Passa &ltaFrequncia

(Hz)

Tenso de Sada

(Vp)200 0,245

600 0,570

1000 0,730

1400 0,800

1800 0,825

2200 0,850

2600 0,860

3000 0,875

3400 0,875

Tabela 5 Gr/fico 5

Como a sa$da do filtro a pr3pria queda de tenso sobre o resistor! acontece

+ustamente o contr/rio do filtro passa2bai)a. Com frequ*ncias bai)as! o capacitor

passa a ter uma reat0ncia v/rias ve-es maior que a resist*ncia do resistor! portanto

quase toda a tenso da fonte ficar/ sobre ele! restando uma pequena tenso sobre

o resistor devido @ corrente que circula pelo circuito. Juando a entrada do filtro

recebe sinais de frequ*ncia elevada! o capacitor passa a ter uma reat0ncia cada ve-

menor! che%ando a ser v/rias ve-es menor que o resistor! quando ento a maior

queda de tenso do divisor de tenso ficar/ sobre o resistor! portanto as frequ*ncias

altas passaro sem problemas por esse filtro.

F.' LR


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4 CONCLUSO

< atividade propiciou uma melhor compreenso de como funciona um filtro

capacitivo! como ele permite ou barra a passa%em de sinais de frequ*ncias

diferentes! e que o seu funcionamento se deve ao fato de que a reat0ncia do

capacitor varia em funo da frequ*ncia aplicada sobre esse dispositivo.

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