15: Circuitos de corrente alternada
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Neste capítulo, usamos as leis de Kirchhoff para analisar quatro circuitos simples nos quais a corrente alternada flui. Discutimos o uso do resistor, capacitor e indutor em circuitos com baterias. Esses componentes também fazem parte dos circuitos de corrente alternada. No entanto, como a corrente alternada é necessária, a fonte constante de emf fornecida por uma bateria é substituída por uma fonte de tensão CA, que produz um emf oscilante.
- 15.1: Prelúdio aos circuitos de corrente alternada
- A energia elétrica é fornecida às nossas casas por corrente alternada (CA) através de linhas de transmissão de alta tensão. Conforme explicado em Transformers, os transformadores podem então alterar a amplitude da diferença de potencial alternada para uma forma mais útil. Isso nos permite transmitir energia em voltagens muito altas, minimizando as perdas de aquecimento resistivo nas linhas e, em seguida, fornecer essa energia para residências com voltagens mais baixas e mais seguras.
- 15.2: Fontes AC
- A maioria dos exemplos tratados até agora neste livro, especialmente aqueles que usam baterias, tem fontes de tensão constante. Assim, uma vez estabelecida, a corrente é constante. A corrente contínua (dc) é o fluxo de carga elétrica em apenas uma direção. É o estado estacionário de um circuito de tensão constante.
- 15.3: Circuitos AC simples
- Nesta seção, estudamos modelos simples de fontes de tensão alternada conectadas a três componentes do circuito: (1) um resistor, (2) um capacitor e (3) um indutor.
- 15.4: Circuitos da série RLC com AC
- Um circuito da série RLC é uma combinação em série de um resistor, capacitor e indutor conectados através de uma fonte CA.
- 15.5: Alimentação em um circuito AC
- Um elemento de circuito se dissipa ou produz energia de acordo com P=IVP=IV, onde I é a corrente através do elemento e V é a tensão através dele. Como a corrente e a tensão dependem do tempo em um circuito de corrente alternada, a potência instantânea também depende do tempo.
- 15.6: Ressonância em um circuito AC
- No circuito da série RLC, há uma frequência ressonante em que a reatância indutiva é igual à reatância capacitiva. O gráfico de potência média versus frequência angular para um circuito RLC tem um pico localizado na frequência ressonante; a nitidez ou largura do pico é conhecida como largura de banda. A largura de banda está relacionada a uma quantidade adimensional chamada fator de qualidade. Um alto valor de fator de qualidade é um pico nítido ou estreito.
- 15.7: Transformadores
- O dispositivo que transforma tensões de um valor para outro usando indução é o transformador. Um transformador consiste basicamente em duas bobinas separadas, ou enrolamentos, enroladas em um núcleo de ferro macio.