Perguntas

podemos escrever a Eq. 31-60 como I = /Z. Potência Em um circuito RLC série, a potência média P fornecida pelo méd

gerador é igual à potência média dissipada no resistor:

Aqui, rms significa valor médio quadrático. Os valores médios quadráticos estão relacionados aos valores máximos pelas equações I = rms

. O termo cos ϕ é chamado de fator de

potência do circuito.

Transformadores Um transformador (considerado ideal) é formado por um núcleo de ferro que contém dois enrolamentos: o enrolamento primário, com N espiras, e o enrolamento secundário, com N espiras. Se o p s enrolamento primário é ligado a um gerador de corrente alternada, as tensões no primário e no secundário estão relacionadas pela equação

As correntes nos enrolamentos estão relacionadas pela equação

e a resistência equivalente do circuito secundário, do ponto de vista do gerador, é dada por

em que R é a carga resistiva do circuito secundário. A razão N /N é p s chamada de relação de espiras.

Perguntas

1 A Fig. 31-19 mostra três circuitos LC oscilantes com indutores e capacitores iguais. Coloque os circuitos na ordem decrescente do tempo necessário para que os capacitores se descarreguem totalmente.

Figura 31-19 Pergunta 1.

2 A Fig. 31-20 mostra os gráficos da tensão v do capacitor em dois C circuitos LC que contêm capacitâncias iguais e têm a mesma carga máxima Q. (a) A indutância L do circuito 1 é maior, menor ou igual à do circuito 2? (b) A corrente I no circuito 1 é maior, menor ou igual à corrente no circuito 2?

Figura 31-20 Pergunta 2.

3 Um capacitor carregado e um indutor são ligados para formar um circuito fechado no instante t = 0. Em termos do período T das oscilações resultantes, determine o tempo necessário para que as seguintes grandezas passem por um máximo pela primeira vez: (a) U , (b) o fluxo magnético no B indutor, (c) di/dt e (d) a força eletromotriz do indutor.

4 Quais valores da constante de fase ϕ da Eq. 31-12 permitem que as

situações (a), (c), (e) e (g) da Fig. 31-1 ocorram no instante t = 0?

5 A curva a da Fig. 31-21 mostra a impedância Z de um circuito RC excitado em função da frequência angular de excitação ω . As outras duas d curvas são semelhantes, mas foram traçadas para valores diferentes da resistência R e da capacitância C. Coloque as três curvas na ordem decrescente do valor correspondente de R.

Figura 31-21 Pergunta 5.

6 As cargas dos capacitores de três circuitos LC oscilantes variam segundo as equações (1) q = 2 cos 4t, (2) q = 4 cos t, (3) q = cos 4t (com q em coulombs e t em segundos). Coloque os circuitos na ordem decrescente (a) da amplitude da corrente e (b) do período das oscilações.

Figura 31-22 Pergunta 7.

7 Uma fonte de força eletromotriz alternada é conectada sucessivamente a um resistor, um capacitor e um indutor. Depois que a fonte é conectada, faz-se variar a frequência de excitação f , e a amplitude I da corrente resultante d

é medida e plotada. Estabeleça a correspondência entre as curvas da Fig.

31-22 e os dispositivos.

8 Os valores da constante de fase ϕ para quatro circuitos RLC série com excitação senoidal são (1) −15o, (2) 35o, (3) π/3 rad e (4) −π/6 rad. (a) Em que circuito(s) a carga é mais capacitiva que indutiva? (b) Em que circuito(s) a corrente está atrasada em relação à força eletromotriz?

Figura 31-23 Pergunta 9.

9 A Fig. 31-23 mostra a corrente i e a força eletromotriz de excitação de um circuito RLC série. (a) A constante de fase é positiva ou negativa? (b) Para aumentar a potência transferida para a carga resistiva, é preciso aumentar ou diminuir o valor de L? (c) A outra possibilidade é aumentar ou diminuir o valor de C?

10 A Fig. 31-24 mostra três situações como as da Fig. 31-15. (a) A frequência angular de excitação é maior, menor ou igual à frequência angular de ressonância do circuito na situação 1? (b) Responda à mesma pergunta para a situação 2. (c) Responda à mesma pergunta para a situação 3.

Figura 31-24 Pergunta 10.

11 A Fig. 31-25 mostra a corrente i e a força eletromotriz aplicada para um circuito RLC série. (a) A curva da corrente é deslocada para a esquerda ou para a direita em relação à curva da força eletromotriz e a amplitude da curva é maior ou menor se o valor de L aumenta ligeiramente? (b) Responda às mesmas perguntas para o valor de C. (c) Responda às mesmas perguntas para o valor de ω . d

12 A Fig. 31-25 mostra a corrente i e a força eletromotriz em um circuito RLC série. (a) A corrente está adiantada ou atrasada em relação à força eletromotriz? (b) A carga do circuito é mais capacitiva que indutiva ou mais indutiva que capacitiva? (c) A frequência angular ω da força d eletromotriz é maior ou menor que a frequência angular natural ω?