Neste post vamos ver quanto tempo dura a carga de um capacitor inicialmente carregado. O tempo de carga de um capacitor vai depender de alguns fatores, como por exemplo ao tipo de carga que o mesmo está conectado.
No vídeo a seguir são apresentados alguns detalhes sobre quanto tempo dura a carga de um capacitor?
Para os casos iniciais de carga e descarga do capacitor utilizando resistores, ao final deste post vou deixar o link para redirecionar para o artigo que trata dessas condições, vamos focar aqui no caso da descarga de um capacitor utilizando uma carga que consome uma corrente constante.
Na figura abaixo é mostrado o circuito que utilizamos na simulação:
Para esse caso devemos recorrer as equações de corrente e capacitância de um capacitor e com alguma manipulações nas equações, poderemos encontrar o valor do tempo em que o capacitor irá manter a carga no circuito.
Abaixo é apresentado a equação da capacitância de um capacitor em função da carga e da tensão:
Onde:
C é a capacitância em farads;
Q é cargas em coloumbs;
V é a tensão em volts.
Existe outra forma de calcular a capacitância de um capacitor, e envolver conhecer a constante dielétrica do dielétrico, e aspectos construtivos do capacitor. Essa equação não será apresentada neste post, pois fogem dos nosso objetivos.
Podemos multiplicar os dois lados da equação pelo valor da tensão, e com isso encontrar o valor da carga do capacitor em Coloumbs. Abaixo é apresentado a equação para encontrar a carga, quando são conhecidos os valores da tensão e da capacitância de um capacitor:
Abaixo é apresentado a equação da corrente elétrica, que nada mais é do que a variação de cargas em coloumbs pelo tempo em segundos. Se por um pedaço de condutor passar um coloumb por segundo, neste condutor vamos ter uma corrente de 1 A.
Onde:
I é a corrente elétrica em Ampères;
ΔQ é a variação de cargas em coloumbs;
Δt é a variação do tempo em segundos.
Como conhecemos o valor da tensão do capacitor, de sua capacitância, podemos encontrar a carga disponível. E como sabemos o valor da corrente que o circuito consome constantemente podemos encontrar o tempo manipulando a equação da corrente.
Trocando a variação do tempo, que é a grandeza que desejamos encontrar, podemos simplesmente trocar o I pelo Δt na equação, como mostrado abaixo:
Com equação acima já podemos saber quanto tempo vai durar a carga de um capacitor.
Para mais informações sobre capacitores, consulte o link abaixo: