Encontre a potência e a energia de um capacitor

Por john santiago

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Capacitores armazenam energia para uso posterior. A potência instantânea de um capacitor é o produto de sua tensão instantânea e corrente instantânea. Para encontrar a potência instantânea do capacitor, você precisa da seguinte definição de potência, que se aplica a qualquer dispositivo:



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O subscrito C denota um dispositivo de capacitância (surpresa!). Substituir a corrente por um capacitor nesta equação dá a você o seguinte:

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Assumindo tensão inicial zero, a energia dentro C (t) armazenado por unidade de tempo é a potência. Integrar essa equação dá a você a energia armazenada em um capacitor:

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A equação de energia implica que a energia armazenada em um capacitor é sempre positiva. O capacitor absorve energia de um circuito ao armazenar energia. O capacitor libera a energia armazenada ao fornecer energia para o circuito.



Para obter um exemplo numérico, observe o diagrama superior esquerdo mostrado aqui, que mostra como a tensão muda em um capacitor de 0,5 μF. Tente calcular a energia e potência do capacitor.

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A inclinação da mudança de tensão (derivada do tempo) é a quantidade de corrente que flui através do capacitor. Como a inclinação é constante, a corrente através do capacitor é constante para as inclinações fornecidas. Para este exemplo, você calcula a inclinação para cada intervalo de tempo no gráfico da seguinte forma:

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Multiplique as inclinações pela capacitância (em farads) para obter a corrente do capacitor durante cada intervalo. A capacitância é 0,5 μF ou 0,5 × 10–6F, então aqui estão as correntes:

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Você vê o gráfico das correntes calculadas no diagrama superior direito mostrado aqui.

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Você encontra a potência multiplicando a corrente e a tensão, resultando no gráfico inferior esquerdo mostrado aqui. Finalmente, você pode encontrar a energia calculando (½) C [ v C ( t )]dois. Ao fazer isso, você obtém o gráfico inferior direito mostrado aqui. Aqui, a energia do capacitor aumenta quando está absorvendo energia e diminui quando está fornecendo energia.