Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 36.Exercícios e Problemas - Ex. 41
Num circuito RLC como o da Fig. 36-2, suponha que e Para que valores da capacitância a laxa média de dissipação de energia no resistor seria
(a) um máximo e
(b) um mínimo?
(c) Quais são os valores destas taxas máxima e mínima? Quais são
(d) os ângulos de fase correspondentes e
(e) os fatores de potência correspondentes?
Passo 1
Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!
Primeiro, vamos considerar que
A - Como só podemos variar a capacitância, para maximizar na equação acima devemos minimizar , o que obviamente acontecerá quando
Com isso,
Expandindo os termos
Portanto,
Substituindo os valores, nós temos que
Passo 2
B – Nós devemos maximizar . Com o fato de ficar muito grande quando , com isso
E, portanto, devemos definir para minimizar a potência média. Isso é o mesmo que um circuito aberto.
C - De (a) acima, a taxa de dissipação máxima ocorrerá quando e assim e assim
Substituindo os valores,
A taxa de dissipação mínima foi obtida em (b) definindo , o que por sua vez tornará ilimitado e, como
Nesta situação, temos que
Passo 3
D – Nós temos que
E como neste caso , obtemos o seguinte resultado
E o ângulo obviamente
Já no outro caso, se tende para infinito, portanto,
Logo, o ângulo pode ter os seguintes valores
Considere que o fasor aumentará infinitamente, o que “puxará” para baixo para uma posição vertical, e assim
Passo 4
E – Para o primeiro caso (máximo): O fator de potência é o próprio , que é igual a 1.
Para o segundo caso (mínimo): O fator de potência é o próprio , que é igual a 0.