topografia

Universidade Estadual de Maring´ a Centro de Ciˆ encias Exatas
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˜ao: fevereiro de 2011.

Sum´ ario I

Corrente Alternada

II

3

Circuito RC s´ erie, em corrente alternada

11

III

Circuito RL s´ erie, em corrente alternada

15

IV

Circuito RLC - s´ erie 19

V

´Indice de refra¸c˜ ao 26

VI

Espelhos esf´ ericos. 32

VII

Lentes

VIII
IX
X

42

Polariza¸ c˜ ao.

55

Difra¸c˜ ao e interferˆ encia. 61

Anexo: Uso do Oscilosc´ opio 71

Referˆ encias 80

´Indice Remissivo

82

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

⃗→ x
B

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[17]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[18] 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