Enunciado

Remova o capacitor do circuito da Fig. 31-7 e faça R = 200   Ω , L = 230   m H , f d = 60 , 0   H z e ε M = 36,0   V . Determine o valor (a) de Z ; (b) de ϕ ; (c) de I . (d) Desenhe um diagrama fasorial.

Passo 1

O problema fala de um circuito R L C em que removemos o capacitor, isto é, façamos χ C = 0 . A impedância é dada por

Z = R 2 + χ L - χ C 2

Como χ C = 0 , temos que

Z = R 2 + χ L 2

Mas temos que

χ C = ω d L = 2 π f d L

Usando f d = 60,0   H z e L = 0,230   H , temos que

χ C = 87,6   Ω

Assim, usando R = 200   Ω , achamos a impedância:

Z = 2 18   Ω

Passo 2

No item (b) nós queremos achar a fase entre a tensão e a corrente, dada por

tan ⁡ ϕ = χ L - χ C R

Como χ C = 0 , segue que

tan ⁡ ϕ = χ L R ⇒ ϕ = arctan ⁡ χ L R

Assim, usando os valores que já conhecemos:

ϕ = 23,4 °

Note que, como a fase é positiva, a corrente está atrasada com relação à fem.

Passo 3

Agora devemos achar a amplitude da corrente, dada por

I = ε M Z

Assim, usando ε M = 36,0   V e Z = 2 18   Ω , obtemos

I = 0,1 6 5   A

Passo 4

Por fim, precisamos fazer um diagrama de fasores girando no sentido anti-horário. Como vimos, a corrente está atrasada com relação à fem, de modo que a tensão no resistor também estará atrasada com relação à fem. Assim, o diagrama será algo do tipo:

Resposta

Z = 218   Ω

ϕ = - 41,5 °

I = 0,1 6 5   A

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A indutância de uma bobina compacta é tal que uma força eletromotriz de 3,00 m V é induzida quando a corrente varia à taxa de 5,00 A/s. Uma corrente constante de 8,00 A produz um fluxo magnético de 40
No instante t = 0 , uma diferença de potencial de 45 V é aplicada bruscamente a uma bobina com uma indutância L = 50 m H e uma resistência R = 180 Ω . Com que taxa a corrente na bobina está aumentando
Em um circuito RLC série oscilante, determine o necessário para que a energia máxima presente no capacitor durante uma oscilação diminua para metade do valor inicial. Suponha que q = Q em t = 0 .
Um circuito de uma única malha é formado por um resistor de 7,20 Ω , um indutor de 12,0 H e um capacitor de 3,20 μ F . Inicialmente, o capacitor possui uma carga de 6,20 μ C e a corrente é zero. Calcu
Que resistência R deve ser ligada em série com uma indutância L = 220 m H e uma capacitância C = 12,0 μ F para que a carga máxima do capacitor caia para 99,9% do valor inicial após 50,0 ciclos? (Supon