Você sabe o que são os filtros passivos e para que eles servem? Neste artigo o Mundo da Elétrica explica o que são filtros, o que é filtro passivo passa-alta, como funciona um filtro passa-alta e quais são as características de um filtro passa-alta. Vamos lá!

O que são filtros?

Os filtros possuem um papel fundamental na elétrica como por exemplo, em processamento de sinais, vídeo, áudio e dados, também sendo usado em sistemas de alimentação, de telecomunicações, controle e outras aplicações.

Na elétrica, os filtros possuem a capacidade de filtrar um determinado sinal, ou seja, os filtros elétricos têm a função de selecionar ou rejeitar uma ou diversas faixas de frequência de um sinal eléctrico.

Existem diversos tipos de filtros como por exemplo, os filtros passa-alta. Filtro passa-baixa, filtro passa faixa e filtros rejeita faixa. Todos estes filtros podem ser filtros passivos e filtros ativos, onde os filtros passivos são aqueles que são feitos essencialmente de  componentes passivos como resistores, capacitores e indutores.

Todos os filtros possuem um ganho, que é a relação entre o sinal de saída e o sinal de entrada, e este ganho é diferente entre os filtros passivos e filtros ativos. O ganho de um filtro passivo sempre será menor que 1 e o ganho de um filtro ativo pode ser maior que 1, ou seja, os filtros passivos têm como característica atenuar o sinal e os filtros ativos têm a característica de amplificar o sinal.

Filtro passivo passa-alta

Os filtros passivos passa-alta são circuitos que permitem a passagem de sinais de alta frequência e reduz a intensidade de sinais de baixa frequência. Isto é, a partir de uma frequência de referência ele permite que frequências mais altas que elas passem livremente e frequências mais baixa sejam atenuadas.

Filtro passivo passa-alta – Funcionamento

O circuito de um filtro passivo passa-alta é composto por um capacitor em série com uma resistência. O sinal de saída do filtro passa-alta fica em paralelo com resistor, como um divisor de tensão. Veja a imagem abaixo do filtro passivo passa-alta.

Características e aplicações de um filtro-passivo.

Circuito de um filtro passivo passa-alta.

Para entender como funciona um filtro passivo passa-alta é preciso conhecer sobre alguns conceitos de eletricidade, e principalmente como um capacitor se comporta em circuitos de corrente alternada (CA) e circuitos de corrente contínua (CC).

Para entender o funcionamento do filtro passa-alta devemos levar em consideração a reatância capacitiva. Quando o capacitor é submetido à sinais alternados ele apresenta uma resistência, que é definida como reatância capacitiva.

Se consideramos o valor da reatância capacitiva constante e tivermos a fórmula da reatância capacitiva é o suficiente para entendermos como funciona um filtro passa-alta. A fórmula da reatância capacitiva está representada na imagem abaixo.

Filtro passivo passa-alta, características e aplicações.

Fórmula para calcular reatância capacitiva.

Podemos observar que se o valor da frequência for baixo, a reatância capacitiva será alta e caso a frequência seja alta a sua reatância capacitiva será baixa. Ou seja, sinais de baixa frequência o capacitor tende a aumentar sua reatância capacitiva e bloqueá-lo, e sinais de alta frequência o capacitor tende a abaixar sua reatância capacitiva e permitir a passagem do sinal.

Agora que sabemos como é o funcionamento de um capacitor em determinados circuitos, e como é o circuito de um filtro passivo passa-alta fica mais fácil entender o funcionamento do filtro passa-alta.

Se uma carga for ligada em paralelo com o resistor os sinais de alta frequência passarão, pois a reatância capacitiva será baixa, e se um sinal de baixa frequência for ligado à entrada do filtro, o capacitor oferece uma reatância capacitiva, não permitindo a passagem do sinal. Estas características são de um filtro passivo passa-alta, porque sinais de alta frequência passam, enquanto sinais de menor frequência são bloqueados pelo filtro.

Filtro passivo passa-alta – Frequência de corte

Para fazermos uma análise mais completa deste filtro precisamos entender e definir o que é frequência de corte, porque nessa análise que acabamos de fazer não tivemos nenhum referencial definido para saber o que é alta ou baixa frequência. A fórmula de frequência de corte do filtro passivo passa-alta está representada na imagem abaixo.

Filtro passivo passa-alta, características e aplicações.

Fórmula para calcular frequência de corte.

Pela análise que acabamos de fazer, apenas com o capacitor é possível cortar os sinais de menor frequência e deixar os sinais de maior frequência passar, porém precisamos definir a frequência de corte do filtro, sendo assim precisamos do resistor, porque sem ele não poderíamos definir os valores de frequência que seria permitido passar ou serem bloqueados.

Nos filtros passivos a frequência de corte também é definida como a frequência em que o sinal sofre uma atenuação, onde esta atenuação é de aproximadamente 30%, ou seja, o sinal de saída possui aproximadamente 70% da intensidade do sinal de entrada.

Se você está interessado em aprender um pouco mais sobre capacitores, o Mundo da Elétrica apresenta no vídeo abaixo detalhes do que é um capacitor, como funciona um capacitor e quais são as aplicações e características de um capacitor.

Finalizamos mais um artigo e caso tenha ficado alguma dúvida ou curiosidade sobre o funcionamento, aplicação ou características dos filtros passivos passa-alta, deixe nos comentários que iremos responder!

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