Discuta como a impedância Z de um circuito série RLC varia com a frequência e determine a frequência de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Discuta como a impedância Z de um circuito série RLC varia com a frequência e determine a frequência de ressonância f0 e a corrente de máxima amplitude I_max para R = 20,0 O, L = 80,0 mH, C = 5,00 µF, com uma fonte senoidal de tensão eficaz Vrms = 120 V. Use f0 = 1/(2pv(L·C)) e em ressonância Z = R.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Impedância Z(?) = v[R² + (?L - 1/(?C))²]; a corrente é máxima quando as partes reativas se anulam (?L = 1/(?C)), ou seja em ressonância. L = 80,0 mH = 0,0800 H; C = 5,00 µF = 5,00×10?6 F. LC = 0,0800·5,00×10?6 = 4,00×10?7. v(LC)=6,3246×10?4 s. f0 = 1/(2pv(LC)) ˜ 1/(2p·6,3246×10?4) ˜ 252 Hz. Em ressonância Z = R = 20,0 O, então I_max = Vrms / R = 120 V / 20,0 O = 6,00 A.
Explicação
A explicação aborda a relação entre a impedância e a frequência em um circuito RLC, destacando que a corrente atinge seu valor máximo em ressonância, quando as reatâncias indutiva e capacitiva se anulam. A fórmula para a frequência de ressonância é corretamente aplicada, resultando em um valor que permite calcular a corrente máxima usando a tensão eficaz e a resistência. Assim, a análise demonstra como os componentes do circuito interagem para determinar a impedância e a corrente em condições de ressonância.
Raio-X da questão
impedância em circuito RLC
avaliacao
circuitos elétricos · resistência e capacitância
Revisar conceitos de impedância e ressonância em circuitos RLC.
O aluno pode confundir a relação entre frequência e impedância, não considerando que a impedância é mínima na frequência de ressonância.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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