Eletromagnetismo
RLC fora de ressonância
Este preset opera abaixo da ressonância: a reatância capacitiva domina, portanto a corrente adianta a tensão (φ < 0).
RLC fora de ressonância — simulação interativa de Eletromagnetismo. Este preset opera abaixo da ressonância: a reatância capacitiva domina, portanto a corrente adianta a tensão (φ < 0). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
impedância fora de ressonância
Abaixo da ressonância, a corrente capacitiva adianta a tensão (φ < 0).
Este preset opera abaixo da ressonância: a reatância capacitiva domina, portanto a corrente adianta a tensão (φ < 0).
- Z > R fora da ressonância
- φ ≠ 0
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Este circuito RLC é acionado fora da ressonância (na metade de sua frequência de ressonância), de modo que sua corrente fica atrasada ou adiantada em relação à tensão de acionamento por um ângulo de fase fixo. A corrente instantânea ainda oscila senoidalmente na mesma frequência do inversor?
Previsões para pesar
- Não — a corrente oscila em uma frequência diferente da frequência do inversor.
- Sim – a corrente oscila na frequência exata do inversor, apenas com mudança de fase em relação à tensão.
- A corrente não é senoidal em estado estacionário.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Tempo t (s)
O que você mede:
- Corrente instantânea eu(t) (A)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição rlc-off-resonance e pressione Redefinir. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, drive ω = 5 rad/s (metade da ressonância ω₀ = 10 rad/s), V₀ = 10 V.
- Habilite a leitura de corrente instantânea.
- Leia a corrente instantânea em cada horário listado.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Primeiro calcule Z = √(R² + X²) e φ = atan2(X, R) com X = ωL − 1/(ωC), usando R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (dando Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad). Em seguida, calcule i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) usando V₀ = 10 V. Compare com a tabela.
- O ângulo de fase aqui é negativo, o que significa que o circuito é dominado por capacitor nesta frequência (abaixo da ressonância). Explique o que um φ negativo significa para saber se a corrente está adiantada ou atrasada em relação à tensão de acionamento.
Onde isso aparece além do laboratório
- A amplitude da corrente aqui (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) é menor do que seria exatamente na ressonância (V₀/R = 10/20 = 0.5 A). Explique por que acionar um circuito RLC fora da ressonância sempre resulta em uma amplitude de corrente menor do que acioná-lo na ressonância.
- Como as frequências fora de ressonância produzem amplitudes de corrente menores, um circuito RLC atua como um filtro de frequência natural. Explique por que esse circuito responderia fracamente a um sinal de frequência muito alta ou de frequência muito baixa misturado com sua frequência de ressonância.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
- IB Physics — D.4 Induction
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Bem-vindo a RLC fora de ressonância
- Selecione o circuito RLC
- Pressione Reproduzir
- Acima ou abaixo da ressonância
- Abra o Inspetor
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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