Circuitos

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 13 (3138 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 1 de abril de 2012
Ler documento completo
Amostra do texto
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo: Circuitos de Corrente Alternada I

Circuitos de Corrente Alternada I
Nesta prática, estudaremos circuitos de corrente alternada e introduziremos a notação complexa para análise dos mesmos. Em particular, estudaremos as curvas de tensão versus corrente para resistores, indutores ecapacitores submetidos a tensões alternadas. Estudaremos também os circuitos RC e RL e sua utilização como filtros de freqüências. Sempre que surgir uma dúvida quanto à utilização de um instrumento ou componente, o aluno deverá consultar o professor para esclarecimentos. I. Definições gerais Nos circuitos de corrente contínua, a resistência elétrica é a única grandeza que expressa o impedimento a passagemda corrente elétrica. Em corrente alternada, existem outros efeitos além do resistivo que influenciam a passagem de corrente no circuito; por exemplo, a indutância quando o circuito contém bobinas, ou a capacitância quando o circuito contém capacitores. Deste modo, a razão tensão/corrente em um circuito de corrente alternada não depende apenas das resistências elétricas do mesmo. Por esse motivo,a razão entre tensão e corrente em um circuito de corrente alternada recebe um outro nome: impedância, um termo que foi proposto por Oliver Heaviside em 1886. Heaviside deu grandes contribuições à teoria eletromagnética, tendo reformulado as equações de Maxwell na notação vetorial moderna. As contribuições de Heaviside também incluem o cálculo vetorial, métodos de resolução de equaçõesdiferenciais e teoria de circuitos elétricos e linhas de transmissão, além de ter introduzido outros termos como indutância, condutância e eletretos. A impedância de um circuito é composta de três componentes:

• ZR: componente resistiva da impedância ou simplesmente resistência (R); • ZC: componente capacitiva da impedância ou reatância capacitiva (XC); • ZL: componente indutiva da impedância ou reatânciaindutiva (XL);
Uma outra grandeza importante na descrição de circuitos de corrente alterna é a freqüência das tensões e correntes do circuito. A freqüência linear é medida em Hertz

1

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo: Circuitos de Corrente Alternada I

(Hz) e é igual ao número de ciclos por segundo; seu símbolo éusualmente f. A freqüência angular é medida em rad / s e é igual a taxa de variação da fase da corrente; seu símbolo é normalmente ω. A relação entre as duas é:

ω = 2π f

(1)

II.

Circuitos Resistivos, Capacitivos ou Indutivos
Na prática, é impossível obter circuitos de corrente alternada com características

puramente resistivas, indutivas ou capacitivas . Mesmo assim é didático trataresses casos ideais, para se ter uma idéia de seu comportamento. Neste caso, o tratamento pode ser feito através de equações diferenciais simples. As características previstas individualmente são mantidas quando tratarmos de circuitos que contenham combinações desses elementos.

a) Circuito Puramente Resistivo Anteriormente, estudamos os efeitos da tensão e da corrente contínua em resistores.Agora vamos estudar um resistor submetido a uma fonte de tensão alternada da forma V = Vo cos(ωt + δ ) , como na figura 1.

I + δ

~

+ R

-

-

Figura 1 – Esquema elétrico de um circuito puramente resistivo.

A corrente que flui através do resistor pode ser calculada utilizando-se a lei de Ohm:

2

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos

Laboratório deEletricidade e Magnetismo: Circuitos de Corrente Alternada I

I=

V Vo = cos(ω.t + δ ) = I o . cos(ω.t + δ ) R R

(2)

Neste caso, observamos que tensão e corrente variam cossenoidalmente no tempo, e não existe diferença de fase entre ambas. A amplitude da corrente, Io, é dada simplesmente por Vo / R. A potência instantânea dissipada no resistor é dada por:

Vo 2 P = VI = cos 2 (ωt + δ ) R...
tracking img