Circuitos de corrente alternada: guia de estudo

Ideias principais

Em corrente alternada a tensão e a corrente oscilam de forma senoidal. Indutores e capacitores se opõem à corrente numa medida que depende da frequência, e a oposição total é a impedância.

• O valor eficaz (rms) de uma senoide é seu pico dividido por √2. As tensões da rede e as leituras de multímetros são valores rms.
• A reatância indutiva X_L = 2πfL cresce com a frequência. A reatância capacitiva X_C = 1 ÷ (2πfC) diminui com a frequência.
• Em um circuito RLC em série a impedância é Z = √(R² + (X_L − X_C)²), e a corrente rms é V_rms ÷ Z. As reatâncias se opõem e não se somam aritmeticamente com R.
• Na ressonância, f₀ = 1 ÷ (2π√(LC)), X_L é igual a X_C, a impedância é só R e a corrente é máxima. Um transformador ideal escala a tensão pela relação de espiras.

Equações principais

• V_rms = V_peak ÷ √2
• X_L = 2πfL
• X_C = 1 ÷ (2πfC)
• Z = √(R² + (X_L − X_C)²)
• f₀ = 1 ÷ (2π√(LC))
• V_s ÷ V_p = N_s ÷ N_p

Exemplo resolvido

Um circuito em série tem R = 30 Ω, X_L = 80 Ω e X_C = 40 Ω em uma fonte de 120 V rms. A reatância líquida é 80 − 40 = 40 Ω, então Z = √(30² + 40²) = 50 Ω. A corrente é 120 ÷ 50 = 2,4 A rms e o ângulo de fase é arctan(40 ÷ 30) = 53°.

Erros comuns

• Somar diretamente resistência e reatância em vez de somar em quadratura.
• Misturar valores de pico e rms no mesmo cálculo.
• Esquecer que X_C diminui quando a frequência aumenta, enquanto X_L aumenta.

Prática

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