Circuitos RC, RL, LC e RLC são tipos de circuitos com comportamentos bem particulares. Enquanto nos dois primeiros a corrente elétrica varia exponencialmente no tempo; nos dois últimos, a corrente oscila com frequência e amplitude constantes.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está nos pedindo. Estamos falando sobre quatro tipos de circuitos elétricos: RC, RL, LC e RLC. O enunciado nos diz que nos circuitos RC e RL a corrente elétrica varia de forma exponencial no tempo, enquanto nos circuitos LC e RLC a corrente oscila com frequência e amplitude constantes. Vamos entender melhor esses comportamentos e como eles acontecem.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada sigla representa:
- RC: Resistor ® e Capacitor ©.
- RL: Resistor ® e Indutor (L).
- LC: Indutor (L) e Capacitor ©.
- RLC: Resistor ®, Indutor (L) e Capacitor ©.
Esses componentes são básicos em eletrônica e cada combinação cria um comportamento específico no circuito.
Passo 3
Nos circuitos RC e RL, temos um resistor junto com um componente que armazena energia (capacitor no RC e indutor no RL). Quando energizamos o circuito, a corrente não sobe ou desce de imediato. Em vez disso, ela muda de forma exponencial ao longo do tempo. Isso significa que a corrente aumenta ou diminui rapidamente no começo e depois se estabiliza.
Por exemplo, em um circuito RC, a carga no capacitor cresce exponencialmente até atingir um valor máximo. A fórmula geral para a carga
no capacitor ao longo do tempo
é:
Aqui,
é a resistência e
é a capacitância.
Passo 4
Já nos circuitos LC e RLC, a combinação de indutor e capacitor permite que a corrente oscile. Isso significa que a corrente varia de forma periódica, subindo e descendo continuamente com uma certa frequência e amplitude. No circuito LC puro (sem resistor), essas oscilações são perfeitas e contínuas.
No circuito RLC, a presença do resistor adiciona um fator de “amortecimento”. Dependendo dos valores de resistência, indutância e capacitância, o circuito pode oscilar com frequência e amplitude constantes ou as oscilações podem diminuir com o tempo.
A frequência de oscilação
em um circuito LC é dada por:
Resposta
Portanto, os circuitos RC e RL apresentam variações exponenciais na corrente ao longo do tempo devido à interação entre resistor e capacitor ou indutor. Por outro lado, os circuitos LC e RLC permitem que a corrente oscile com frequência e amplitude constantes, graças à combinação de indutor e capacitor que facilita essas oscilações contínuas.