Circuitos RC/RL/LC

Visão Geral

Fonte: Yong P. Chen, PhD, Departamento de Física & Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade purdue, West Lafayette, IN

Capacitores (C), indutores (L) e resistores (R) são cada um elemento importante do circuito com comportamentos distintos. Um resistor dissipa energia e obedece à lei de Ohm, com sua tensão proporcional à sua corrente. Um capacitor armazena energia elétrica, com sua corrente proporcional à taxa de mudança de sua tensão, enquanto um indutor armazena energia magnética, com sua tensão proporcional à taxa de mudança de sua corrente. Quando esses elementos de circuito são combinados, eles podem fazer com que a corrente ou tensão varie com o tempo de várias maneiras interessantes. Essas combinações são comumente usadas para processar sinais elétricos dependentes de tempo ou frequência, como em circuitos de corrente alternada (AC), rádios e filtros elétricos. Este experimento demonstrará os comportamentos dependentes do tempo dos circuitos resistor-capacitor(RC), indutor de resistor (RL) e capacitor indutor (LC). O experimento demonstrará os comportamentos transitórios dos circuitos RC e RL usando uma lâmpada (resistor) conectada em série a um capacitor ou indutor, ao conectar (e ligar) uma fonte de alimentação. O experimento também demonstrará o comportamento oscilatório de um circuito LC.

Procedimento

1. Usando um osciloscópio

  1. Obtenha um osciloscópio, uma pequena lâmpada (com resistência R de alguns Ω), um interruptor e uma fonte de tensão DC (ou, alternativamente, uma bateria de 1,5 V).
  2. Conecte o circuito conforme mostrado na Figura 4,com o interruptor aberto. As conexões neste experimento podem ser feitas com cabos, grampos ou plugues de banana nas portas receptoras dos instrumentos.
  3. Selecione a escala vertical do osciloscópio para um intervalo próximo a 1

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Resultados

Para o passo 1, a lâmpada ligará e desligará "instantaneamente" ao fechar (etapa 1.4) e abrir (na etapa 1.5) o interruptor. Traços de osciloscópios representativos são mostrados na Figura 8.

Para o passo 2.3, após o fechamento do interruptor, pode-se observar que leva um pequeno, mas perceptível período de tempo para a lâmpada acender (em vez de instantaneamente como no passo 1). Quando du...

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Aplicação e Resumo

Neste experimento, demonstramos a resposta dependente do tempo (liga e desliga exponencial) em circuitos RC ou RL, e como a mudança da resistência afeta a constante de tempo. Também demonstramos a resposta oscilatória em um circuito LC.

Os circuitos RC, RL e LC são blocos de construção essenciais em muitas aplicações de circuito. Por exemplo, circuitos RC e RL são comumente usados como filtros (aproveitando o fato de que os capacitores tendem a passar sinais de alta frequência, mas ...

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