Resistência, Capacitância, Indutância, Impedância e Reatância

Este é mais um post de conceitos básicos de eletricidade. Desta vez falarei sobre resistores, capacitores, indutores em CC e CA.

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Resistência

Resistência é um valor que mede o quanto que o componente “resiste” a passagem de corrente elétrica, o valor é medido em ohms (Ω). Uma forma de calcular a resistência:

$R=\rho \frac{L}{A}$

• $L$ é o comprimento do material;
• $A$ é a seção do material;
• $\rho$ é a resistividade, uma propriedade do material.

Outra forma de calcular a resistência é aplicando a Lei de Ohm.

$R=\frac{V}{I}$

• $V$ é a tensão e $I$ é a corrente.

Este é o resistor, o componente com uma resistência definida e o código de cores dos resistores.

Resistores em série, a resistência é somada.

$R_{total}=R1+R2$

Resistores em paralelo:

$\frac{1}{R_{total}}=\frac{1}{R1}+\frac{1}{R2}$

Em circuitos CA que tem uma frequência muito alta, a resistência mesmo nos resistores varia, componentes passivos em alta frequência fica para outro post.

Capacitância

Capacitância é a capacidade de armazenar energia de um capacitor, é medido em farad (F), estes são capacitores.

A capacitância é calculada desta forma.

$C=\frac{Q}{V}$

• $Q$ é a carga e $V$ é a tensão.

A capacitância de um capacitor de placas paralelas.

$C=\epsilon \frac{A}{d}$

• $\epsilon$ é a permissividade dielétrica;
• $A$ é a área da placa;
• $d$ é a distância das placas.

Capacitância de um capacitor cilíndrico.

$C=2\pi \epsilon \frac{L}{ln(\frac{b}{a})}$

• $L$ é a altura do cilindro.

Capacitância de um capacitor esférico.

$C=4\pi \epsilon \frac{ab}{b-a}$

Capacitância de uma esfera isolada.

$C=4\pi \epsilon R$

Capacitores em série:

$\frac{1}{C_{total}}=\frac{1}{C_{1}}+\frac{1}{C_{2}}$

Capacitores em paralelo:

$C_{total}=C_{1}+C_{2}$

Indutância

Enquanto o capacitor armazena energia em um campo elétrico, o indutor armazena energia em um campo magnético. Indutância é a capacidade do indutor de resistir a variação de corrente elétrica e é medido em henries (H). O indutor nada mais é que um fio enrolado em espiras que pode ter um núcleo dentro para aumentar o campo magnético e a indutância. Aqui estão vários tipos de indutores. Ás vezes indutores são chamados de solenoides.

A fórmula para calcular a indutância em um solenoide.

$L=\frac{\mu N^{2}A}{l}$

• $\mu$ é a permeabilidade magnética;
• $N$ é o número de espiras ou voltas no indutor;
• $A$ é a área de seção;
• $l$ é o comprimento.

A equação para calcular a indutância de um toróide, indutor em forma de anel. Quando a área da seção do núcleo é quadrada.

$L=\frac{\mu N^{2}h}{2\pi }ln\frac{b}{a}$

Se a área da seção transversal for circular.

A associação de indutores em série e em paralelo é igual a dos resistores e a indutância total é calculada da mesma forma.

Impedância e Reatância

Em corrente alternada, o valor da resistência dos componentes passivos (resistor, capacitor e indutor) é chamado de impedância, que é formada por reatâncias. No resistor a impedância é igual o valor da resistência em CC. Em capacitores e indutores, a reatância é um número imaginário e são chamados respectivamente de reatância capacitiva e reatância indutiva.

Reatância capacitiva.

$X_{c}=\frac{1}{\omega C}$

• $C$ é a capacitância e $\omega$ é a frequência do circuito em radianos/s.

Reatância indutiva

$X_{l}=\omega L$

Este gráfico mostra a impedância como Z, as reatâncias como $X_{c}$ e $X_{l}$ no eixo imaginário e a resistência no eixo dos números reais.

As impedâncias do capacitor e indutor são respectivamente.

$Z_{c}=-j\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{j\omega C}$

$Z_{l}=j\omega L$

Edição: Mais informações sobre capacitância e indutância no link abaixo.

Capacitância e indutância: Mais informaçõesClique aqui