Experimento rlc

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 II III IV V VI VII VIII IX X Corrente Alternada Circuito RC s´rie, em corrente alternada e Circuito RL s´rie, em corrente alternada e Circuito RLC - s´rie e ´ Indice de refra¸˜o ca Espelhos esf´ricos. e Lentes Polariza¸˜o. ca Difra¸˜o e interferˆncia. ca e Anexo: Uso do Oscilosc´pio o 3 11 15 19 26 32 42 55 61 71 80 82

Referˆncias e ´ Indice Remissivo

2

Parte I

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

B→ x

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 I.2 - Comportamento de um resistor em corrente alternada. Um resistor conectado a uma fonte de tens˜o alternada[7, 17], a V = Vm sen (ω t), ´ percorrido por uma corrente dada por: e i =
1

(2)

V Vm = sen (ω t) R R

(3)

O n´mero entre colchetes representa a