Uma fonte alternada com uma força eletromotriz de
e um ângulo d fase de
é ligada a um circuito RLC. Quando a diferença de potencial entre os terminais do capacitor atinge o valor máximo positivo de
, qual é a diferença de potencial entre os terminais do indutor?
Passo 1
Então, vamos lá! Temos uma fonte de corrente alternada com uma força eletromotriz de
e um ângulo de fase de
. Essa fonte está ligada a um circuito RLC, que inclui resistores ®, indutores (L) e capacitores ©. Quando a diferença de potencial no capacitor atinge seu valor máximo positivo de
, queremos descobrir qual é a diferença de potencial nos terminais do indutor.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de circuitos em corrente alternada, especialmente a análise de fasores, que nos ajuda a visualizar as relações de fase entre tensão e corrente nos componentes R, L e C.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são fasores. Fasores são representações vetoriais das grandezas senoidais (como tensão e corrente) em corrente alternada. Eles nos permitem lidar com amplitudes e ângulos de fase de forma mais simples, transformando operações de tempo no domínio das fases.
No nosso caso, a fonte tem uma amplitude de
e um ângulo de fase de
. Isso significa que a tensão da fonte pode ser representada por um fasor de
com esse ângulo de fase.
Passo 3
Agora, vamos considerar as relações de fase nos componentes do circuito RLC:
-
Resistor ®: A tensão está em fase com a corrente. Não há defasagem.
-
Indutor (L): A tensão está
à frente da corrente. Isso significa que a tensão no indutor leva a corrente. -
Capacitor ©: A tensão está
atrasada em relação à corrente. A corrente leva a tensão no capacitor.
Sabendo disso, a diferença de potencial no capacitor (
) alcança seu valor máximo de
quando o capacitor está totalmente carregado naquela direção. Como o capacitor está
fora de fase com a corrente, podemos relacionar isso com a tensão no indutor.
Passo 4
No circuito RLC, as tensões no indutor (
) e no capacitor (
) são defasadas em
uma em relação à outra, porque uma está liderando a corrente enquanto a outra está atrasando.
Isso significa que, quando a tensão no capacitor é
, a tensão no indutor deve compensar essa tensão para manter o equilíbrio no circuito. Portanto, a tensão no indutor será igual em magnitude, mas oposta em direção.
Resposta
A diferença de potencial entre os terminais do indutor é de
negativa, ou seja,
.
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