Um circuito RLC em série é alimentado por um gerador de corrente alternada de frequência 60 Hz, que disponibiliza uma força eletromotriz com amplitude de 120 V. Sabendo que
e considerando uma carga resistiva de 40
, um capacitor de
e um indutor de 85 mH.
(a) Calcule a impedância
do circuito
(b) Calcule a amplitude da corrente elétrica:
(c) A corrente no circuito está atrasada, adiantada ou em fase com a força eletromotriz? Justifique.
(a) Calcule a impedância
(b) Calcule a amplitude da corrente elétrica:
(c) A corrente no circuito está atrasada, adiantada ou em fase com a força eletromotriz? Justifique.
Passo 1
O enunciado descreve um circuito série RLC alimentado por uma fonte de frequência
e amplitude de tensão
. Os componentes são: resistência
, capacitância
e indutância
. Vamos calcular:
- a impedância
; - a amplitude da corrente
; - a relação de fase entre corrente e tensão.
Passo 2
Primeiro encontramos a pulsação
da fonte alternada usando
Passo 3
Calculamos as reatâncias indutiva e capacitiva:
Passo 4
A reatância total é
Como é série, a impedância é
Passo 5
A amplitude da corrente é dada por
Passo 6
Como
, a parte capacitiva predomina, então a corrente antecipa (está adiantada em relação à tensão). O ângulo de defasagem
satisfaz
logo
, indicando que
está adiantada.
Resposta
(a)
(b)
(c) A corrente está adiantada em relação à força eletromotriz, pois a reatância total é capacitiva ( ).
(b)
(c) A corrente está adiantada em relação à força eletromotriz, pois a reatância total é capacitiva (