cap31

OSCILAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS
E CORRENTE ALTERNADA

Oscilações em um circuito LC
• Circuitos RC e RL: A carga, a corrente e a diferença de potencial crescem e decrescem exponencialmente (constante de tempo τ)
• Circuito LC: A carga, a corrente e a diferença de potencial variam senoidalmente (com período T e frequencia angular ω)

Oscilações em um circuito LC
• As oscilações resultantes do campo elétrico do capacitor e do campo magnético do indutor são chamadas
OSCILAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS.

• Cálculo de energia armazenada:

Oscilações em um circuito LC
Máx i

+ +
-

-

-

-

+ +

i=0

i=0

++++
+

-----

-----

++++
+
Máx i
+ +

-

-

+ +

-

-

Oscilações em um circuito LC
• O processo se repete com um certa frequência f e portanto com uma frequência angular ω = 2Πf.
• Em um circuito LC ideal, toda a energia do campo elétrico do capacitor é transferida para o campo magnético do indutor e vice-versa. E as oscilações continuariam indefinidamente.

Oscilações em um circuito LC
• Em um circuito LC real, as oscilações não continuam indefinidamente. • Isto significa que a amplitude das oscilações diminuem com o tempo. Analogia Eletromecânica

• Em um oscilador LC, o capacitor se comporta matematicamente como uma mola de um sistema bloco-mola e o indutor se comporta como o bloco.

Analogia Eletromecânica
• Frequência angular de oscilação de um sistema bloco-mola:

• Substituindo K por 1/C e m por L
• Frequência angular de oscilação de um circuito LC:

Oscilações forçadas e corrente alternada
• As oscilações de um circuito RLC não serão totalmente amortecidas se um dispositivo fem externo fornecer energia suficiente para compensar a energia térmica dissipada no resistor.
• Geralmente esse dispositivo é um gerador de corrente alternada com fem:

Oscilaçoes Forçadas e corrente alternada • Quando uma fem como está é ligada a um circuito RLC, dizemos que as oscilações da carga, tensão e corrente, são oscilações forçadas. Qualquer que seja a frequência de um circuito,