laboratorio de fisica 4

Funda¸˜o Universidade Estadual de ca Maring´ a Centro de Ciˆncias Exatas e Departamento de F´ ısica Projeto de Ensino de F´ ısica: ELETRICIDADE E MAGNETISMO

Corrente Alternada (C.A.)

Professores participantes:
Ester Avila Mateus
Irineu Hibler

Revisado em novembro de 2003; fevereiro de 2010; fevereiro de 2011.

Sum´rio a I
II

Corrente Alternada

3

Circuito RC s´rie, em corrente alternada e 11

III Associa¸˜o de capacitores em s´rie, em circuito RC ca e de corrente alternada.
15
IV
V
VI

Circuito RL s´rie, em corrente alternada e Associa¸˜o de indutores em s´rie, em circuito CA ca e
Propriedades diel´tricas e 17
21
23

Referˆncias e 27

´
Indice Remissivo

28

2

Parte I

Corrente Alternada
I.1 - Gera¸˜o de Correntes alternadas. ca V = Vm sen ω t
Vm
x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

B→ x

x

x

x

x

x

x

ω

–

+

t

Figura 1: Corrente el´trica alternada como fun¸˜o do tempo. e ca

A corrente alternada pode ser obtida num dispositivo do tipo representado na Fig.(1) acima[10]1 . Quando uma espira gira com uma frequˆncia e −
→
angular ω, em um campo magn´tico B , nela surge uma for¸a eletromotriz e c induzida que varia senoidalmente com o tempo e com a mesma frequˆncia. e Este ´ o princ´ e ıpio utilizado pelas usinas hidroel´tricas[11] ao transformar a e energia potencial da ´gua em energia cin´tica de um rotor. O movimento a e do rotor d´ origem a uma corrente alternada. No Brasil, a rede el´trica ´ a e e corrente alterna e com frequˆncia de 60 Hz. e Estudaremos, nas pr´ximas unidades, correntes alternadas estabelecio das em circuitos RC, RL, sob tens˜o que varia no tempo, de acordo com a a equa¸˜o: ca V = Vm sen (ω t),
(1)
onde ω = 2 π f , sendo f a frequˆncia da fonte. e I.2 - Comportamento de um resistor em corrente