Eletromagnetismo
RLC em ressonância
ω coincide com ω₀ = 1/√(LC) — Z é mínimo, I máximo; gráfico I(t).
RLC em ressonância — simulação interativa de Eletromagnetismo. ω coincide com ω₀ = 1/√(LC) — Z é mínimo, I máximo; gráfico I(t). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Ressonância RLC
ω coincide com ω₀ = 1/√(LC): Z é mínima, I é máxima; represente I(t) no gráfico.
ω coincide com ω₀ = 1/√(LC): Z é mínima, I é máxima; represente I(t) no gráfico.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Z_min em ressonância
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
Um circuito RLC em série é acionado por uma fonte CA de frequência variável. A oposição total do circuito à corrente (impedância) atinge um mínimo em alguma frequência específica?
Previsões para pesar
- A impedância atinge um máximo em alguma frequência.
- A impedância não depende da frequência do inversor.
- Sim - a impedância atinge um mínimo (igual apenas a R) na frequência de ressonância ω₀ = 1/√(LC).
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Frequência de acionamento ω (rad/s)
O que você mede:
- Ângulo de fase φ (rad)
- Impedância Z (Ω)
Como funciona a investigação
- Abra o preset de ressonância RLC e pressione Redefinir. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F são fixos (o mesmo do experimento vinculado de circuito RLC em série).
- Habilite as leituras de impedância e ângulo de fase.
- Defina a frequência angular do inversor para cada tentativa (como um múltiplo de ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s) e registre a impedância.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule a reatância X = ωL − 1/(ωC), então Z = √(R² + X²) e φ = atan2(X, R), usando R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F. Compare ambos com a tabela.
- Em ω = ω₀ = 10 rad/s, confirme Z = R exatamente e φ = 0. Explique por que a reatância indutiva ωL e a reatância capacitiva 1/(ωC) cancelam exatamente na ressonância, deixando apenas a oposição do resistor.
Onde isso aparece além do laboratório
- Um sintonizador de rádio é essencialmente um circuito RLC cuja frequência de ressonância você ajusta (geralmente por meio de um capacitor variável) para corresponder à frequência de transmissão de uma estação, onde a impedância cai e a corrente - e o sinal - atingem o pico. Explique por que as estações em outras frequências são suprimidas.
- O ângulo de fase φ é negativo abaixo da ressonância e positivo acima dela. Explique, usando a fórmula de reatância X = ωL − 1/(ωC), por que as baixas frequências fazem o capacitor dominar (X negativo) enquanto as altas frequências fazem o indutor dominar (X positivo).
- 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 à Ressonância RLC
- Selecione o circuito RLC
- Pressione Reproduzir
- impedância mínima
- 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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