Filtros Ativos E Passivos / Circuitos Rc

Após pesquisa, pode-se resumir que um filtro passivo é composto por componentes passivos, ou seja, que não necessitam de alimentação para operarem (capacitores, indutores, etc.). Um filtro ativo, ao contrario, é composto por componentes ativos (que necessitam de alimentação, por exemplo, amplificadores operacionais) e passivos. Os filtros passivos comumente são usados após o amplificador, antes dos alto-falantes. Os filtros ativos por sua vez são utilizados antes do amplificador, ou seja, entre a geração do sinal e o amplificador. Os filtros ativos se caracterizam por apresentarem geralmente uma sintonia de qual a frequência de corte desejada, diferentemente dos filtros passivos os quais são projetados para uma carga específica (alto-falante) e não permitem sintonia, apenas alterando componentes

Um capacitor é um elemento do circuito elétrico responsável pelo acúmulo de cargas para liberá-la no momento certo.

Um circuito composto de um resistor e de um capacitor e uma força eletromotriz, é denominado circuito RC. Na figura 01.a a representação esquemática deste tipo de circuito. A figura 01.b representa o mesmo circuito em termos das diferenças de potencial nos pontos do circuito.

FIGURA 01.a – Filtro passivo simples passa baixas utilizando um circuito RC

FIGURA 01.b – Filtro ativo, amplificador operacional funcionando como integrador

Há uma diferença de potencial nas extremidades do resistor e também nas extremidades do capacitor. Isto se deve a queda de tensão gerada por cada um destes dispositivos. Sabe-se que, segundo a lei das malhas de Kirchoff, que a soma das diferenças de potencial para qualquer circuito fechado é nula. Se o circuito for de duas malhas ou mais a soma também é nula, pois cada ramificação em particular é fechada. Isto equivale a dizer que a soma das intensidades das tensões positivas é igual a soma das intensidades das tensões negativas. Matematicamente, podemos escrever:

U1 – U2 – U3 = 0

No circuito, U1 é a tensão da bateria ou fonte não variável.

A 1ª lei de Ohm diz:

U = i.R

Então podemos escrever, para o resistor:

U2 = i.R

E para o capacitor:

U3 = q/C

Inserindo as duas últimas equações na primeira, obtemos:

U1 – i.R – q/C = 0

Sabemos que a corrente elétrica no circuito é dada por:

Desta forma, podemos reescrever a equação acima como se segue:

U1 é a força eletromotriz no circuito, que podemos chamar ε. Desta forma, teremos:

Neste caso, temos uma pequena dificuldade em resolver a equação,

...