Um circuito RLC é formado por um resistor de 150 Omega, um capacitor de 21 mu F e um indutor de 460 mH conectados em série a uma fonte de alimentação de 120 V e 60 Hz . Calcule:
O que atinge seu máximo primeiro, a corrente ou a tensão?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos um circuito série RLC com:
  • R = 150 Ω
  • C = 21 μF
  • L = 460 mH
    alimentado por 120 V em 60 Hz.
    O que a gente quer descobrir é quem “bate” o pico primeiro: a corrente ou a tensão?
    Pra isso, vamos usar a teoria de circuitos em regime senoidal: cálculo de reatâncias, impedância e ângulo de defasagem.

Passo 2

Primeiro a gente calcula a frequência angular, que é
omega = 2pi f
Substituindo omega = 2pi times 60 approx 377 rad/s Hz, dá

Passo 3

Agora a reatância do indutor e do capacitor:
XL = omega L e XC = 1omega C
Como XL = 377 times 0,460 approx 173,4 Omega, H e XC = 1377 times 21times10^-6 approx 126,2 Omega F,

Passo 4

A impedância total do circuito é
Z = R + j,(XL - XC),
e o ângulo de defasagem entre tensão e corrente é
varphi = arctanl(XL - XCRr)
Aqui
XL - XC = 173,4 - 126,2 = 47,2 Omega,
varphi = arctan!l(47,2150r)approx 17,5^circ
Como , isso indica que a tensão está à frente da corrente: a corrente “atrasada” em 17,5°.

Passo 5

Num sinal senoidal, quem tem fase maior chega no pico primeiro. Aqui a tensão tem fase zero e a corrente está em , ou seja, a tensão alcança seu máximo antes da corrente.

Resposta

A tensão atinge seu valor máximo antes da corrente.

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