P3 de Física 3 - FIS1051 da PUCRIO - 2013.1

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Física 3 - FIS1051 - PUCRIO

Um potenciômetro (dimmer) é um dispositivo que permite variar a intensidade luminosa de uma lâmpada. Estes dispositivos são compostos por uma bobina de indutância L variável em série com uma lâmpada(Figura 1 ).

O circuito é alimentado por um gerador alternado com uma f e m eficaz ε e f f = 100   V e uma frequência angular ω = 50   r a d / s . Considere que a lâmpada utilizada é de 1000   W de potência e que a sua resistência elétrica seja independente da temperatura.

a ) Calcule qual deve ser o valor mínimo da indutância L para que a potencia média dissipada na lâmpada seja máxima ( 1000   W ) .

b ) Calcule qual deve ser o valor máximo da indutância L para que a potencia média dissipada pela lâmpada seja 200   W .

c ) Se no lugar do gerador de f e m alternada fosse inserida uma bateria em corrente continua ε 0 , qual deveria ser o valor da tensão ε 0 para que, decorrido um tempo muito longo, a potência dissipada na lâmpada fosse de 1000   W ?

Considere novamente o circuito da Figura 1 . Agora a lâmpada é substituída por um resistor R do mesmo valor e no circuito é inserido em série um capacitor C = 10   m F .

d ) Considerando que a indutância L possui o valor máximo calculado no item b desenhe o diagrama de fasores do circuito. A corrente que passa no circuito está adiantada ou atrasada em relação à tensão do gerador?

e ) Mudando o valor da indutância L entre os limites calculados nos itens a e b é possível fazer com que o circuito entre em ressonância? Em caso de resposta negativa justifique. Em caso de resposta afirmativa calcule o valor de L para que isso aconteça.

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