Comparador rlc, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Eletrônica Eletrônica básica - Teoria

Comparação entre circuitos

RLC série e paralelo em CA

Comparação entre circuitos RLC série e paralelo em CA

© SENAI-SP, 2003

Trabalho editorado pela Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP, a partir dos conteúdos

extraídos da apostila homônima Comparação entre circuitos RLC série e paralelo em CA - Teoria

SENAI - DN, RJ, 1985.

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Introdução

O comportamento de um circuito RLC em CA depende fundamentalmente da sua

configuração de montagem: série ou paralela.

Cada uma das configurações já foi estudada individualmente. Para possibilitar uma

comparação mais direta entre as características de cada configuração foi elaborado

esta unidade, que abordará os aspectos em que os dois diferem e uma aplicação de

cada requisito.

Pré-Requisitos

Para ter sucesso no desenvolvimento dos conteúdos e atividades desta unidade você

já deverá ter conhecimentos relativos a:

• Circuitos RLC série em CA;
• Circuito RLC paralelo em CA.

Impedância dos circuitos

RLC série e paralelo

A impedância do circuito RLC série em CA é dada pela equação.

Z = ( )

2 L C

2

R + X −X

Uma vez que os valores de X L e X C dependem da freqüência, a impedância do circuito

RLC série é dependente da freqüência.

A dependência que a impedância sofre em relação à freqüência pode ser expressa em

um gráfico.

No circuito RLC paralelo a impedância é dada por:

Z =

IT

V

Como a corrente total é dada pela expressão I (^) T = ( )

2 C

2 L

2

IR + I −I pode-se reescrever

a fórmula da impedância do circuito RLC paralelo:

Z =

2 I (I -I )

V

R 2 L C

O resultado desta equação também depende da freqüência, visto que I L e I C dependem

das reatâncias X L e X C , que por sua vez dependem da freqüência:

Colocando os valores de impedância do circuito RLC paralelo em um gráfico pode-se

verificar claramente o seu comportamento.

Uma vez que os gráficos dos circuitos série e paralelo foram obtidos a partir dos

mesmos valores de R, L, C e freqüências pode-se sobrepô-los para uma comparação.

A figura abaixo mostra os gráficos sobrepostos.

Este circuito é, na realidade, um divisor de tensão em que as diversas freqüências são

aplicadas a entrada e a saída é tomada sobre o circuito RLC paralelo.

A tensão de saída do divisor depende da resistência (R) e da impedância (Z) do

circuito paralelo.

Quanto maior a impedância (Z) do circuito RLC paralelo maior será a tensão de saída.

Como a impedância do circuito RLC paralelo é máxima na freqüência de ressonância

se pode concluir que a tensão máxima na saída ocorrerá para a freq6uência de

ressonância.

Supondo-se que sejam aplicadas simultaneamente 3 freqüências à entrada do circuito,

sendo uma delas a freqüência de ressonância.

As três freqüências aparecerão na saída, mas a freqüência de ressonância terá

amplitude maior que as outras duas.

Se verifica que as freqüências diferentes de fR sofreram maior redução de nível no

divisor.

Aplicando-se à saída deste divisor à entrada de outro com a mesma freqüência de

ressonância o fenômeno se repete.

A figura acima ilustra que as freqüências diferentes de fR vão desaparecendo cada vez

mais.

Uma determinada freqüência pode ser separada de um conjunto através de uma

seqüência de circuitos RLC paralelos com freqüência de ressonância igual àquelas que

se deseja separar.

Para evitar que o sinal de som interfira na imagem é necessário acrescentar, antes dos

circuitos de vídeo, um circuito que elimine a “freqüência de som”. Este circuito se

domina de armadilha.

Supondo-se que sejam aplicadas três freqüências diferentes a entrada de um circuito

RLC série, sendo uma destas a freqüência de ressonância.

O circuito é um divisor de tensão em que a saída é tomada sobre capacitor - indutor.

A tensão de saída do divisor é dada por Vsaída = VC - VL, uma vez que as tensões no

capacitor e indutor são opostas em fase.

Na freqüência de ressonância V C = VL o que faz com que tensão de saída seja numa

nesta freqüência.

Para todas as outras freqüências VC é diferente de VL , de forma que o divisor fornece

uma tensão de saída VC - VL ≠ 0.