Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 31.Problemas - Ex. 72
72 - Um circuito R-L-C em série consome de uma linha CA de (valor eficaz) com . O fator de potência é igual a e a voltagem da fonte está adiantada em relação à corrente.
- Qual é a resistência líquida do circuito?
- Calcule a capacitância de um capacitor em série capaz de produzir no circuito um fator de potência igual a , quando ele é conectado ao circuito original.
- Qual é a nova potência consumida da fonte de alimentação?
Passo 1
Poxa, sabemos que dado o fator de potência, podemos calcular a potência ativa de um circuito RLC:
Onde é o (fator de potência). Sabemos ainda que a corrente pode ser encontrada através de (impedância do sistema):
Por último, podemos obter a resistência pedida no problema através do fator de potências e de ...
Das duas primeiras equações, a gente tira que...
Substituindo-se os valores do enunciado...
Com isso, podemos calcular ...
Passo 2
Bem, sabemos que a impedância de um circuito RLC é dada por...
Temos e , podemos obter o valor das reatâncias antes de corrigir o fator de potência:
Ora, sabemos que corrigir o fator de potência para , faz com que o sistema entre em ressonância, pois passa a ser :
Então precisamos que o novo que vamos adicionar com o novo capacitor acrescentado no problema, passa a ser , assim:
Saca?
Se então a nova reatância capacitiva é agora , podemos obter o valor da capacitância desse capacitor a ser colocado () lembrando-se de que...
A frequência angular é obtida através da frequência ...
Passo 3
Ora, como estamos falando da ressonância, a potência pode ser encontrada assim:
Então...
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)