Ciencias exatas

Universidade Estadual de Maring´ a Centro de Ciˆncias Exatas e Departamento de F´ ısica Projeto de Ensino de F´ ısica: ´
˜
CIRCUITOS SERIE SOB TENSAO
ALTERNADA
E
´
OTICA.
Professores participantes:
Wilson Ricardo Weinand
Ester Avila Mateus
Irineu Hibler

Revis˜o: fevereiro de 2011. a Sum´rio a I

Corrente Alternada

II

3

Circuito RC s´rie, em corrente alternada e 11

III

Circuito RL s´rie, em corrente alternada e 15

IV

Circuito RLC - s´rie e 19

V

´
Indice de refra¸˜o ca 26

VI

Espelhos esf´ricos. e 32

VII

Lentes

VIII
IX
X

42

Polariza¸˜o. ca 55

Difra¸˜o e interferˆncia. ca e

61

Anexo: Uso do Oscilosc´pio o 71

Referˆncias e 80

´
Indice Remissivo

82

2

Parte I

Corrente Alternada
I.1 - Gera¸˜o de Correntes alternadas. ca V = Vm sen (ω t)
Vm
x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

B→ x

x

x

x

x

x

x

ω

–

+

t

Figura 1: Corrente el´trica alternada como fun¸˜o do tempo. e ca

A corrente alternada pode ser obtida num dispositivo do tipo representado na Fig.(1) acima[17]1 . Quando uma espira gira com uma frequˆncia e −
→
angular ω , em um campo magn´tico B , nela surge uma for¸a eletromotriz e c induzida que varia senoidalmente com o tempo e com a mesma frequˆncia. e Este ´ o princ´ e ıpio utilizado pelas usinas hidroel´tricas[18] ao transformar a e energia potencial da ´gua em energia cin´tica de um rotor. O movimento a e do rotor d´ origem a uma corrente alternada. No Brasil, a rede el´trica ´ a e e corrente alterna e com frequˆncia de 60 Hz. e Estudaremos, nas pr´ximas unidades, correntes alternadas estabelecio das em circuitos RC, RL, sob tens˜o que varia no tempo, de acordo com a a equa¸˜o: ca V = Vm sen (ω t),
(1)
onde ω = 2 π f , sendo f a frequˆncia da fonte.
e