Circuito puramente resistivo. Considere um circuito formado apenas por um resistor de re sist encia
e uma fonte de tens ao alternada
. Pela Lei de Kirchhoff, temos
, sendo
a queda de tens~ao no resistor.
(a) Qual 'e o valor m’aximo da corrente que passa pelo resistor?
(b) A corrente em
est’a em fase com
. O que isso significa? Explique fisicamente.
(a) Qual 'e o valor m’aximo da corrente que passa pelo resistor?
(b) A corrente em
Passo 1
O enunciado apresenta um circuito puramente resistivo, com tensão alternada
aplicada a um resistor de resistência
. Pede-se (a) o valor máximo da corrente em função de
e
e (b) o que significa “a corrente está em fase com
”, justificando fisicamente. Vamos usar a Lei de Ohm e o conceito de fase em regime senoidal.
Passo 2
Pela Lei de Kirchhoff, a tensão da fonte é igual à queda de tensão no resistor:
Isolando a corrente, obtemos
Da expressão de
vemos que a corrente é senoidal com amplitude
Esse é exatamente o valor máximo da corrente que passa pelo resistor.
Passo 3
Dizemos que a corrente está em fase com a tensão quando ambas atingem seu valor máximo e mudam de sinal ao mesmo instante. Em termos de fases, isso corresponde a uma diferença de fase nula (
) entre
e
.
Fisicamente, em um resistor não há armazenamento de energia (não há bobina nem capacitor) que introduza atraso entre tensão e corrente. Toda energia fornecida pela fonte é imediatamente dissipada em calor no resistor, fazendo com que a corrente acompanhe instantaneamente a forma da tensão.
Fisicamente, em um resistor não há armazenamento de energia (não há bobina nem capacitor) que introduza atraso entre tensão e corrente. Toda energia fornecida pela fonte é imediatamente dissipada em calor no resistor, fazendo com que a corrente acompanhe instantaneamente a forma da tensão.
Resposta
(a)
(b) Significa que a corrente e a tensão atingem picos e invertem sinal simultaneamente (diferença de fase zero). Fisicamente ocorre porque no resistor não há elemento reativo que provoque atraso na resposta.
(b) Significa que a corrente e a tensão atingem picos e invertem sinal simultaneamente (diferença de fase zero). Fisicamente ocorre porque no resistor não há elemento reativo que provoque atraso na resposta.