Ressonância Eletrica

Laboratório de Física – Roteiro Experimental
Ressonância Elétrica: Circuito RLC Série
Objetivos:
Analisar as propriedades de um circuito de corrente alternada forçado.
Determinar a freqüência de ressonância
Materiais:
Resistores de R1 e R2
Indutores de L = 0.011mH – 500 voltas
Capacitor C
Fios e chave liga desliga
Gerador de funções
Amperímetro e Voltímetro CA
Procedimentos:
Fig1.: Materiais a serem utilizados no experimento.
Espaço para observações.
1.
Variando a freqüência no gerador , encontre a freqüência de ressonância
série.
f 0 = ____________
ω0 ( R1 ) = ________________
f0 , do circuito RLC
I 0 ( R1 ) = _______________
2.
Faça a freqüência do gerador assumir valores próximos a frequência de ressonância e anote os
respectivos valores para a intensidade da corrente na tabela 1. ( Para maior precisão, mude a
escala do amperímetro caso julgue necessário).
3.
Complete a tabela calculando a freqüência angular
4.
Faça o gráfico
I x ω/ω0
ω e a razão ω/ω0.
.
Ressonância elétrica – eletromagnetismo
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Laboratório de Física – Roteiro Experimental
Tabela 1: Medidas coletadas no experimento
ω 0 = _______________
Freqüência
Leitura no Gerador
( Hz)
I = ________________
Angular
( rad/s)
Intensidade Corrente
(A)
ω/ω0
5.
Substitua o resistor de R1 no circuito por R2. Coloque o amperímetro na escala adequada e fixe a
voltagem do gerador de funções.
6.
Variando a freqüência no gerador , encontre a freqüência de ressonância
série.
ω0 ( R1 ) = ________________
f 0 = ____________
7.
ω0 , do circuito RLC
I 0 ( R1 ) = _______________
Faça a freqüência do gerador assumir valores próximos a frequência de ressonância e anote os
respectivos valores para a intensidade da corrente. ( Para maior precisão, mude a escala do
amperímetro caso julgue necessário).
Tabela 1: Medidas coletadas no experimento
ω 0 = _______________
Freqüência
Leitura no Gerador
( Hz)
8.
I = ________________
Angular
( rad/s)
Intensidade Corrente
(A)
Complete a tabela calculando a freqüência angular
ω/ω0
ω e a razão ω/ω0.
I x ω/ω
9. Faça o gráfico
0
10. Com o resistor de R1 e com o indutor de 250 voltas ( conecte apenas metade das bobinas do
indutor de 500 voltas), determine a nova freqüência de ressonância.
f 0 = ____________
ω 0 (1 / 2) = ________________
I 0 (1 / 2) = _______________
11. Coloque novamente o indutor de 500 voltas. Coloque o núcleo de ferro em seu interior e meça
novamente a freqüência de ressonância
f 0 = ____________ ω 0 (núcleo) = ______________
Ressonância elétrica – eletromagnetismo
I 0 (núcleo) = ____________
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Tarefas
ω (R )
1) Compare as freqüências de ressonância dos itens (a) 0
1 e (e)
concordâncias ou discrepâncias encontradas em termos quantitativos.
2) Verifique se a freqüência calculada no item (j)
indutância de um solenóide:
do meio,
Justifique as
ω0 (1/2) está de acordo com a definição para a
Lsolenóide = µ0 n2 A , onde µ0
n o número de voltas, A
ω0 ( R2).
área da seção transversal e
é a permeabilidade magnética
o comprimento do solenóide.
Observe que apenas o número de voltas foi alterado.
3) Baseado na definição de indutância de um solenóide acima, qual o motivo da mudança abrupta da
freqüência de ressonância quando foi introduzido o núcleo de ferro?. Qual o novo valor da indutância
L neste caso?
4) Se no lugar de um núcleo de ferro, fosse introduzido um núcleo de cobre com as mesmas dimensões,
haveria uma mudança abrupta da freqüência de ressonância? Justifique sua resposta.
5) Analise os resultados dos problemas 21P e 27P do livro Fundamentos de Física – Halliday página
304/305. Calcule as larguras de linha experimentais a partir dos gráficos para os resistores de 22Ω e
100Ω e compare com os valores teóricos obtidos como resultado do problema 27P. Comente as
concordâncias ou discrepâncias encontradas.
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