Circuitos Ressonantes - Relatório de Circuitos Elétricos II

Circuitos Ressonantes

1- Objetivo

Nessa experiência foram montados dois circuitos: um RLC série e um RLC paralelo a fim de estudar as características da ressonância em ambos os circuitos, bem como calcular a frequência de ressonância dos mesmos e observar o comportamento quando se muda o valor de um resistor.

2- Introdução Teórica

2.1- Circuitos Ressonantes
O circuito ressonante é uma combinação de elementos R, L e C que possui uma resposta em frequência mostrada na figura 1.

Figura 1: Curva de ressonância [1]

É visto pela figura que a tensão atinge seu máximo com uma frequência . Quando a tensão está próxima do máximo, ou exatamente no máximo, diz-se que o circuito está em ressonância.
Existem dois tipos de circuitos ressonantes: o circuito RLC série e o RLC paralelo.

2.2- Circuito RLC série
A figura 2 mostra um circuito RLC série.

Figura 2 - Circuito RLC série [1]

A impedância total do circuito da figura 2 é dada pela equação 1.

(equação 1)

A ressonância ocorre quando Xl=Xc, ou seja, quando a impedância Z é igual a R, retirando a componente reativa da equação 1.
Tendo que Xl = Xc, basta fazer a substituição que a equação 2 mostra para achar a frequência de ressonância. Logo:

(rad/s) => (Hz) (equação 2)

O módulo da impedância Z está mostrado na equação 3.

(equação 3)

Para observar a característica da impedância Z em função da frequência em um circuito RLC série foi plotado um gráfico, mostrado na figura 3.

Figura 3 - Gráfico da impedância Z em relação a frequência

Nota-se que a impedância é mínima na frequência de ressonância, e é igual à resistência R associada ao circuito.
Já a característica da corrente é a seguinte: ela começa em zero e aumenta até um valor máximo = V/R (onde a impedância Z será mínima) e depois diminui até zero novamente (enquanto Z vai aumentando). Isso se pode ver observado a figura 4.