2 Qual é valor da reatância capacitiva para um sinal de freqüência f = 5kHz em um capacitor de

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1 PRÉ-RELATÓRIO 7 Nome: turma: Leia atentamente o texto da Aula 7, PARTE A Circuitos RC em corrente alternada, e responda às questões que seguem. 1 Qual é o significado de reatância capacitiva X C? Como ela varia com a freqüência? 2 Qual é valor da reatância capacitiva para um sinal de freqüência f = 5kHz em um capacitor de capacitância C=2,2µF? 3 O que é a impedância Z de um circuito RC? Considere um circuito formado por um resistor R = 1kΩ e um capacitor C = 100nF, associados em série. Qual é a impedância desse circuito para um sinal de freqüência f = 5kHz? 4 Seja um circuito composto por um resistor R e um capacitor C, associados em série, alimentado por um gerador cuja voltagem gerada é dada por V g (t) = V 0 sin(ωt). Quais são, para esse circuito, as amplitudes de corrente i 0 e a diferença de fase entre a corrente e a voltagem, tomando a voltagem como referência? R 2 C Mostre de onde veio a Equação 28, ( V ) ( V ). 0 0 V0 1

2 6 Faça um esboço do gráfico esperado para a corrente i(t) num circuito RC e para a voltagem aplicada ao circuito V g (t), em função do tempo. Coloque as duas funções no mesmo gráfico. 7 Faça um esboço do gráfico da variação da fase φ entre a corrente e a voltagem num circuito RC, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 8 Faça um esboço do gráfico da variação da amplitude de corrente i 0 num circuito RC, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 9 Faça um desenho do circuito utilizado nas medidas do Procedimento I. Qual é o objetivo principal desse procedimento experimental? 10 Qual é a finalidade do resistor nos experimentos do Procedimento I? 1

3 Leia atentamente o texto da Aula 7, PARTE B Circuitos RL em corrente alternada, e responda às questões que seguem. 1 Qual é o significado de reatância indutiva X L? Como ela varia com a freqüência? 2 Qual é valor da reatância indutiva para um sinal de freqüência f = 5 khz em um indutor de indutância L = 10 mh? 3 O que é a impedância Z de um circuito RL? Considere um circuito formado por um resistor R = 1 kω e um indutor L = 10 mh, associados em série. Qual é a impedância desse circuito para um sinal de freqüência f = 5 khz? 4 Seja um circuito composto por um resistor R e um indutor L, associados em série, alimentado por um gerador cuja voltagem gerada é dada por V g (t) = V 0 sin(ωt). Quais são, para esse circuito, as amplitudes de corrente i 0 e a diferença de fase entre a corrente e a voltagem, tomando a voltagem como referência? R 2 L Mostre de onde veio a Equação 27, ( V ) ( V ). 0 0 V0 2

4 6 Faça um esboço do gráfico esperado para a corrente i(t) e para a voltagem aplicada ao circuito Vg(t), em função do tempo. Coloque as duas funções no mesmo gráfico. 7 Faça um esboço do gráfico da variação da fase φ entre a corrente e a voltagem num circuito RL, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 8 Faça um esboço do gráfico da variação da amplitude de corrente i 0 num circuito RL, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 9 Faça um desenho do circuito utilizado nas medidas do Procedimento I. Qual é o objetivo principal desse procedimento experimental? 10 Qual é a finalidade do resistor nos experimentos do Procedimento I? 3

5 RELATÓRIO 7 (10 pontos) Nome 1: Assinatura 1: Nome 2: Assinatura 2: Nome 3: Assinatura 3: Turma: Parte a: CIRCUITO RC Procedimento I Q1 (1,0 ponto) Qual foi o valor encontrado para o período T 1 e para t 1 e suas respectivas incertezas. A partir desses valores determine a freqüência f 1 e a diferença de fase 1 com suas respectivas incertezas. T 1 f 1 t 1 1 Q2 (0,5 pontos) Determine o valor da reatância capacitiva X C com sua respectiva incerteza, a partir da diferença de fase. Utilize a equação 14. Apresente também o valor de R medido com o multímetro com as suas respectivas incertezas. R X C Q3 (1,0 ponto) Apresente os resultados que você obteve na Tabela 1 para as medidas feitas com a freqüência de 1 khz. Apresente também o valor de R medido com o multímetro e os cálculos das propagações de incerteza realizadas. 4

6 V (V) B 0 B V0 0,3 i A C (A) V A (V) V 0 (V) C (V) 0 i 0 0 V 0 V 0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Tabela 1 Q4 (1,0 ponto) Faça um gráfico de V C 0 i, para a freqüência f 0 1 = 1 khz. 5

7 Q5 (2,0 ponto) Utilizando o método dos mínimos quadrados, faça um ajuste linear da reta descrita no gráfico da Q3 determine os coeficientes linear e angular da reta com suas respectivas incertezas. A partir desses resultados determine o valor da reatância capacitiva X C com sua respectiva incerteza, para a freqüência f 1 = 1 khz. a b X C Q6 (1,0 ponto) Compare o valor X C dos itens 2 e 5 com o valor nominal. Qual a medida mais precisa? Justifique! Calcule as discrepâncias relativas. X nomin al L ( ) Q6 (0,5 pontos) Como se comporta a reatância capacitiva X C com o aumento da freqüência. 6

8 Parte b: CIRCUITO RL Procedimento I Q7 (1,0 ponto) Qual foi o valor encontrado para o período T 1 e para t 1 e suas respectivas incertezas? A partir desses valores determine a freqüência f 1 e a diferença de fase 1 com suas respectivas incertezas. T 1 f 1 t 1 1 Q8 (0,5 pontos) Determine o valor da reatância indutiva X L com sua respectiva incerteza, para a freqüência f 2 = 1 khz, a partir da diferença de fase. Utilize a equação 23. Apresente também o valor de R medido com o multímetro com as suas respcetivas incertezas. R X L ( ) Q9 (1,0 pontos) Compare o valor de X L do item 8 com o valor nominal. Qual a discrepância relativa? X nomin al L ( ) Q10 (0,5 pontos) Como se comporta a reatância indutiva X L com o aumento da freqüência? 7