Eletricidade

1. Introdução

Com a evolução da eletricidade, sobretudo dos motores elétricos, obtivemos circuitos mais complexos, que passaram a envolver além de um resistor e uma fonte de tensão, outros componentes, tais como os capacitores. A atuação deste item se compromete na acumulação de energia elétrica, criando uma diferença de tensão na qual mantém o corpo com um potencial elétrico elevado, que pode ser liberado instantaneamente. Porem mesmo com circuitos de uma complexidade elevada, não deixamos de usar as leis básicas da eletricidade, como as leis de Kirchhoff, usadas para solucionar, ou pelo menos iniciar a solução, de um circuito de corrente alternada.
O desenvolvimento da eletricidade acompanhou o crescimento das populações, ao ponto de termos que deslocar vários quilômetros para abastecer as pessoas de energia elétrica, e tal feito só é possível devido a transmissão da corrente nas redes em forma de corrente alternada. Contudo, este tipo de corrente possui uma defasagem entre a tensão e a corrente na rede, como podemos observar no experimento realizado a seguir, utilizando um circuito RC (Resistor-Capacitor).

2. Objetivos

Aplicar as leis de Kirchhoff em circuitos de corrente alternada;
Visualizar o atraso da tensão em circuitos cuja impedância tem característica capacitiva

3. Desenvolvimento teórico

Como a impedância é um número complexo, ela pode ser calculada por:

onde: - Resistência total do circuito
- Reatância capacitiva, que vale:

sendo a frequência angular, expressa por:

e a capacitância do capacitor.
A impedância complexa também pode ser expressa na forma polar, ou seja, um módulo e um ângulo, resultando as seguintes equações:

Para obtermos o tempo de defasagem entre a tensão e a corrente, usamos:

sendo o tempo relativo entre as duas ondas, medido em segundos(s).
Utilizando a primeira lei de Ohm aplicada ao circuito em questão, temos:

Tendo a corrente de pico, utilizamos da