Ressonância num circuito RLC em série
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RLC significa Resistor Inductor Capacitor: resistor que dissipa energia, bobina que guarda energia magnética e capacitor que guarda energia elétrica. Ressonância é a frequência em que as reatâncias opostas se cancelam; reatância opõe-se à corrente variável. mH é milihenry, um milésimo de henry de indutância; nF é nanofarad, um bilionésimo de farad de capacitância. Hz conta ciclos por segundo.
BANCADA DE EXPERIÊNCIAS
Muda as definições do circuito, prevê as leituras e verifica um desafio. São modelos educativos; cada lição explica os pressupostos.
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Como funciona
Circuito série ideal: 100 Ω fixos e seno de pico 1 V, sem arranque ou efeitos parasitas. Modelo didático, não um rádio testado fisicamente.
f0 = 1/(2π√(LC)). L é indutância, C capacitância e f0 frequência de ressonância. XL = 2πfL e XC = 1/(2πfC) são reatâncias na frequência de excitação f. A corrente é máxima quando XL = XC. 1 V é pico, não média. A reatância resultante é XL − XC: são módulos positivos com efeitos opostos, que se cancelam quando iguais.
Dificuldade
Monte · Observa
Liga com 100 mH, 100 nF e 1000 Hz. Encontra frequência natural de cerca de 1591.55 Hz.
Precisa de uma dica?
100 mH; 100 nF; 1000 Hz → 1591.55 Hz
Explore · Ajusta
Mantém 100 mH e 100 nF; ajusta a frequência para corrente de pico de pelo menos 9.9 mA.
Precisa de uma dica?
100 mH; 100 nF; 1590 Hz → 9.998 mA
Resolva · Descobre o limite
Com 100 mH e 2500 Hz, escolhe C para frequência natural de 2450–2550 Hz e pico de pelo menos 9 mA.
Precisa de uma dica?
100 mH; 40 nF; 2500 Hz → 2516.46 Hz; 9.793 mA
Leituras adicionais e receitas de circuitos
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Uma ligação útil
Na ressonância, 100 Ω fixam o pico em 1 V/100 Ω = 10 mA. As tensões reativas individuais não precisam ser zero.
Um detalhe surpreendente
Duplicar L com C constante divide a frequência por √2, não por dois.
Um erro que vale evitar
A ressonância não cria energia: a fonte fornece e o resistor dissipa.
Só C fica quatro vezes maior. A frequência de ressonância…
- cai pela metade
- duplica
- não muda
Saiba mais
f0 depende de 1/√C. A raiz duplica e a frequência cai pela metade.