Atividade 4 - Ressonância em um circuito RLC
Nesta atividade estudaremos o fenômeno de ressonância em um circuito RLC em série.
Figura 1 - Circuito RLC em série.
O circuito a ser utilizado é mostrado na figura 1. A tensão no gerador é uma tensão harmônica de frequência e amplitude controladas pelo experimentador. Ligados ao gerador de tensão estão um capacitor, um indutor e um resistor conhecidos.
Tarefa preparatória para o laboratório
Vamos considerar um circuito RLC ideal onde a bobina tem indutância \(30 \, mH\). Calcule o valor do capacitor que deve ser utilizado para que tenhamos um frequência de ressonância de \( \omega_0 \sim 9000\) rad/s. A escolha de \(R\) depende do fator \(Q\) que queremos estudar. Vamos considerar duas ressonâncias, uma com \(Q \sim 0,25 \) e outra com \(Q \sim 5 \). Calcule os valores de \(R\) para estes dois valores de \(Q\). Faça o gráfico da curva de ressonância (amplitude da corrente em função da frequência) para os dois valores de \(R\).
Atividades no laboratório
Link para o vídeo no YouTube: https://youtu.be/2_8myCvxQvs
Foram montados dois circuitos RLC. Para os dois circuitos foram utilizados o mesmo indutor, com indutância nominal de \(L = 27 \, mH\), e o mesmo capacitor, com capacitância nominal \(C = 0,47 \, \mu F\), mas com dois resistores diferentes. No primeiro circuito foi utilizado um resistor de valor nominal \(R = 1 \, k\Omega\) e no segundo um resistor de valor nominal \(R = 47 \, \Omega\).
- Do vídeo, obtenha os dados para poder traçar a curva de ressonância em corrente (corrente em função da frequência) para os dois circuitos.
- Ajuste os modelos teóricos aos seus dados e extraia os valores ajustados de R, L e C. Compare-os com os valores nominais.
- Determine experimentalmente o valor de \(Q\) para as duas curvas de ressonância obtidas. Compare com os valores teóricos esperados.
- Discuta e interprete estas medidas com base na sua expectativa teórica.