Corrente Alternada - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)
A_Santos
A_Santos8 de Março de 2013

Corrente Alternada - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)

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Apostilas e exercicios de Física do Instituto de Física da UFBA sobre o estudo da Corrente Alternada.
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Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia

Departamento de Física do Estado Sólido

Física Geral e Experimental III – Fis123

12ª Lista de Exercícios Corrente Alternada

1. A saída de um gerador de corrente alternada é dada por ( )4/sen πωεε −= to , Vo 30=ε e srad /350=ω . A corrente é dada por ( )4/3sen πω −= tII o , onde mAIo 620= .

a. Determine o instante, depois de t = 0, para o qual a f.e.m. do gerador atinge pela primeira vez seu valor

máximo. Resp: 6,73 ms

b. Em que instante t a corrente atinge pela primeira vez seu valor máximo? Resp: 11,2 ms

c. O circuito contém apenas um elemento além do gerador. Este elemento é um capacitor, indutor ou

resistor? Justifique. Calcule o valor deste elemento. Resp: L = 138,2 mH

2. Num circuito RLC operando a 60 Hz, a tensão máxima no indutor é o dobro da tensão máxima no

resistor, enquanto através do capacitor ela é igual à tensão máxima nos terminais do resistor.

a. Calcule o ângulo de fase que indica o atraso da corrente em relação à tensão do gerador de CA.

b. Se a f.e.m. máxima do gerador é 30 V, qual deve ser a resistência para obtermos uma amplitude de

corrente de 300 mA? Resp: a) 450 ; b) 70,7 Ω

3. Mostre que, na curva de ressonância,

a. O circuito é predominantemente indutivo para freqüências maiores do que a freqüência de ressonância,

enquanto que é predominantemente capacitivo para freqüências menores.

b. A meia largura fracional é dada, em boa aproximação, por: L R

ω =

ω ω∆ 3

, onde ω é a freqüência de

ressonância e ω∆ é a largura do pico de ressonância para I = Io/2 . Observe que esta expressão

pode ser escrita como 31/2 Q-1, o que mostra claramente que um circuito de Q elevado possui um pico de

ressonância agudo, ou seja um ωω∆ pequeno.

4. Mostre que num circuito de corrente alternada RLC em série, a potência é toda dissipada na resistência.

5. a. Um transformador é constituído por N1 espiras no primário, N2 espiras no secundário e um núcleo

(usualmente de material ferromagnético). Se ε é a tensão aplicada no primário, qual será a tensão de saída, admitindo-se o caso ideal? Discuta os casos sem e com resistência de carga. Quais são as possíveis

causas de perdas de energia?

b. Suponha que N1 = 500, N2 = 10 e que a tensão eficaz aplicada seja de 120 V. Qual é a tensão no

secundário (sem carga)?

c. Se o secundário for ligado a uma carga resistiva de 15 Ω, obtenha o valor eficaz da corrente no

enrolamento primário e no secundário.

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6. Calcule a impedância, o ângulo de fase, a corrente, a potência e a ddp através dos indutores e

capacitores dos circuitos abaixo. Sabe-se que tcoso ωε=ε e:

Vo 10=ε Hz 310=ω L1 = 1mH L2 = 10 L1 C1 = 1 mF C2 = 10 C1 R1 = 1 Ω R2 = 10 R

a. b. c.

d. e. f.

g. h.

R1

L1 ε

R1

C1 ε

R1

L1ε R2

L2

C2 ε

R1

C1

C2 ε

R1

L2 L2ε R2

C2

R1 L1ε C1 C1ε R2 L1

R1

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