resistores

Funda¸ c˜ ao Universidade Estadual de
Maring´
a
Centro de Ciˆ encias Exatas
Departamento de F´ısica

Projeto de Ensino de F´ısica:

ELETRICIDADE E MAGNETISMO

Corrente Alternada (C.A.)

Professores participantes:
Ester Avila Mateus
Irineu Hibler

Revisado em novembro de 2003; fevereiro de 2010; fevereiro de 2011.

Sum´ ario I
II

Corrente Alternada

3

Circuito RC s´ erie, em corrente alternada

11

III Associa¸ c˜ ao de capacitores em s´ erie, em circuito RC de corrente alternada.
15
IV
V
VI

Circuito RL s´ erie, em corrente alternada
Associa¸
c˜ ao de indutores em s´ erie, em circuito CA
Propriedades diel´ etricas 17
21
23

Referˆ encias 27

´Indice Remissivo

28

2

Parte I

Corrente Alternada
I.1 - Gera¸ c˜ ao de Correntes alternadas.
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´etrica alternada como fun¸c˜ao do tempo.

A corrente alternada pode ser obtida num dispositivo do tipo representado na Fig.(1) acima[10]1 . Quando uma espira gira com uma frequˆencia
−
→ angular ω, em um campo magn´etico B , nela surge uma for¸ca eletromotriz induzida que varia senoidalmente com o tempo e com a mesma frequˆencia.
Este ´e o princ´ıpio utilizado pelas usinas hidroel´etricas[11] ao transformar a energia potencial da ´ agua em energia cin´etica de um rotor. O movimento do rotor d´a origem a uma corrente alternada. No Brasil, a rede el´etrica ´e corrente alterna e com frequˆencia de 60 Hz.
Estudaremos, nas pr´oximas unidades, correntes alternadas estabelecidas em circuitos RC, RL, sob tens˜ ao que varia no tempo, de acordo com a equa¸c˜ao: V = Vm sen (ω t),
(1)
onde ω = 2 π f , sendo f a frequˆencia da fonte.
I.2 - Comportamento de um resistor em corrente alternada.
Um resistor