A relação entre frequência e impedância em um capacitor é governada pela reatância capacitiva (��Xc), que é uma medida da oposição que um capacitor apresenta ao fluxo de corrente alternada. A fórmula da reatância capacitiva é dada por:
��=12���Xc=2πfC1
onde:
- ��Xc é a reatância capacitiva,
- �π é uma constante matemática (aproximadamente 3,14159),
- �f é a frequência da corrente alternada e
- �C é a capacitância do capacitor.
A partir da fórmula, é evidente que a reatância capacitiva é inversamente proporcional à frequência e à capacitância. Portanto, à medida que a frequência aumenta, a reatância capacitiva diminui.
Para entender por que uma frequência mais alta resulta em impedância mais baixa para um capacitor, considere o comportamento de um capacitor em um circuito CA. Em um circuito CA, a tensão através de um capacitor está adiantada em relação à corrente, e a relação entre tensão e corrente é dada por:
�=�����I=CdtdV
Aqui:
- �I é a corrente CA,
- �C é a capacitância e
- ����dtdV é a taxa de variação da tensão em relação ao tempo.
Em frequências mais altas, a taxa de variação da tensão (����dtdV) torna-se mais rápida. Como resultado, o capacitor não pode carregar ou descarregar totalmente durante cada ciclo da corrente alternada. Esta limitação significa que o capacitor impede o fluxo de corrente de forma menos eficaz em comparação com frequências mais baixas.
Em resumo, a reatância capacitiva diminui com o aumento da frequência porque em frequências mais altas, o capacitor não consegue responder com rapidez suficiente à tensão que muda rapidamente, resultando em impedância mais baixa. Este comportamento é fundamental para o funcionamento de capacitores em circuitos CA e é crucial em aplicações como filtragem e acoplamento em circuitos eletrônicos.
