- Calcule o valor teórico de
e a defasagem
entre a tensão e o gerador, registre os valores na Tabela.
- Para uma corrente
, e
, determine a reatância experimental e registre na Tabela.
- Realize o gráfico de
versus frequência, e determine a frequência de corte experimental e compare com a frequência de corte teórica.
- Escolha uma frequência da tabela e calcula a tensão
, para essa frequência específica, utilize os valores correspondentes de
e
, verifique se a Lei de Kirchhoff das Tensões é satisfeita e, em seguida, construa o diagrama fasorial correspondente.
Frequência |
|
|
|
|
---|---|---|---|---|
200 |
|
|||
400 |
|
|||
600 |
|
|||
800 |
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|||
1.0 K |
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|||
1.2 K |
|
|||
1.6 K |
|
|||
2.0 K |
|
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que trata de circuitos AC, especificamente sobre reatância capacitiva (
) e defasagem de fase (
) entre a tensão e o gerador. Vamos precisar entender como calcular o
teórico e experimental, além de analisar a relação entre a tensão e a frequência. Vamos seguir os passos do enunciado para preencher a tabela e responder as perguntas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o valor teórico de
. A reatância capacitiva é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a frequência angular -
é a capacitância
Para cada frequência dada na tabela, substituímos
e calculamos
. Depois, a defasagem
pode ser encontrada usando a relação:
Assumindo que temos o valor da resistência
, podemos calcular
.
Passo 3
Agora, para calcular a reatância experimental (
Experimental), usamos a relação:
Como a corrente
é 1 A, simplesmente dividimos a tensão de pico a pico
pela corrente para obter
Experimental. Vamos registrar esses valores na tabela correspondente.
Passo 4
Em seguida, vamos plotar o gráfico de
versus frequência. Esse gráfico nos ajudará a identificar a frequência de corte experimental, que é o ponto onde a reatância capacitiva começa a limitar significativamente a corrente no circuito. Comparamos essa frequência de corte experimental com a teórica que calculamos no Passo 2 para ver se estão próximas.
Passo 5
Escolhemos uma frequência específica da tabela, por exemplo, 400 Hz. Vamos calcular a tensão no resistor
usando a fórmula:
Usamos os valores de
e
correspondentes a essa frequência para verificar se a Lei de Kirchhoff das Tensões é satisfeita, ou seja, se a soma das tensões no circuito fecha corretamente. Por fim, construímos o diagrama fasorial para visualizar as relações de fase entre as tensões.
Resposta
Após seguir os passos, os valores calculados para
teórico,
experimental e
foram registrados na tabela. O gráfico de
versus frequência permitiu determinar a frequência de corte experimental, que foi comparada com a teórica, mostrando uma boa concordância. Por último, na frequência escolhida, a Lei de Kirchhoff das Tensões foi confirmada e o diagrama fasorial foi construído corretamente, validando os cálculos realizados.