Exercícios Resolvidos de Fasores e Circuitos RLC

UFF - Física 2 – P3 2018.1 - 12

Na figura abaixo, qual dos diagramas de fasores representa um circuito RLC em série com característica capacitiva?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5

Passo 1

Primeiro, temos que nos lembrar que o tamanho dos fasores que a figura mostra representam os módulos das voltagens em cada um dos elementos do circuito RLC e as projeções deles no eixo horizontal resultam no valor que as voltagens nesses elementos têm em cada instante de tempo.

Nesse circuito, temos quatro características muito importantes, que são:

  1. a voltagem através do resistor R oscila em fase com a voltagem fornecida pela fonte;
  2. a ddp no indutor oscila senoidalmente com o tempo adiantada de π / 2 em relação a voltagem da fonte e, portanto, está adiantada de π / 2 em relação também ao resistor;
  3. a ddp no capacitor está atrasada de π / 2 em relação à voltagem da fonte, portanto também atrasada de π / 2 em relação ao resistor;
  4. por causa dos itens 2 e 3 acima, os fasores do indutor e do capacitor são sempre anti-paralelos em todo o instante de tempo.
MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Passo 3

Passo 4

Por causa da característica do item 4 acima, os diagramas 4 e 5 da figura podem ser excluídos, já que os fasores do indutor e do capacitor não são anti-paralelos. Resta analisarmos os outros diagramas.

O problema pergunta sobre um circuito capacitivo. Isso significa que temos que procurar o diagrama que representa um circuito que tem

X C > X L   .

Como temos um circuito em série, a corrente que passa em cada elemento é a mesma. Por isso, o módulo da voltagem no indutor e no capacitor são, respectivamente,

V L = X L I     ;     V C = X C I   .

Como X C > X L , então,

V C > V L   ,

ou seja, o tamanho do fasor representando a voltagem no capacitor deve ser maior do que aquele representando o do indutor e esses fasores devem ser anti-paralelos.

Por isso, temos que o diagrama 2 representa um circuito capacitivo.

Resposta

Letra b.

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