Resultados de aprendizagem

1. Caracterizar sinais AC (sinusoidais).
2. Calcular reatância e impedância.
3. Analisar circuitos RLC série/paralelo.
4. Compreender ressonância e filtros.

Parâmetros

v(t) = Vp · sin(2πf·t + φ)

Rede PT: 230 V RMS, 50 Hz (Vp ≈ 325 V).

Valor eficaz (RMS)

É a tensão DC equivalente em potência dissipada. É o que o multímetro mede em ACV e o que se usa em cálculos de potência AC.

Reatância capacitiva e indutiva

• X_C ↓ quando f ↑ (condensador "deixa passar" alta frequência).
• X_L ↑ quando f ↑ (bobina "trava" alta frequência).
• Unidade: ohm (Ω). Em DC (f=0): X_C → ∞, X_L → 0.

Desfasamento

• Resistência: V e I em fase (0°).
• Condensador: a corrente adianta 90° (ICE).
• Bobina: a corrente atrasa 90° (ELI).

Mnemónica ELI the ICE man: no L, E(V) antes de I; no C, I antes de E(V).

Impedância Z

• Combina R e reatâncias (vetorialmente).
• Unidade: ohm. Lei de Ohm AC: V = Z · I.
• Ângulo de fase: φ = arctan((X_L − X_C)/R).

Representação fasorial / número complexo: Z = R + j(X_L − X_C).

Potência em AC

S = V·I, P = S·cos φ. Fator de potência = cos φ (ideal ≈ 1).

Frequência de ressonância

Em f₀: X_L = X_C → anulam-se.

• Série: Z mínima (= R) → corrente máxima.
• Paralelo: Z máxima → corrente mínima.

Base de sintonia (rádio), osciladores, filtros seletivos.

Fator de qualidade Q e largura de banda

• Q alto → pico estreito e seletivo.
• Largura de banda BW = f₀ / Q.
• Filtro de rádio: Q alto (escolhe 1 estação).

Tipos de filtro

Frequência de corte RC: f_c = 1/(2πRC).

Aplicações reais

• Áudio — separar graves/agudos (crossover).
• Fontes — filtrar ripple.
• Rádio/comunicação — sintonia, anti-aliasing.
• EMI — supressão de ruído.
• Sensores — limpar sinal.

Diagrama de Bode (ganho/fase vs frequência) descreve o filtro.

Ferramentas

• Osciloscópio — visualiza a forma de onda (amplitude, período, fase).
• Gerador de sinais — injeta sinusoides de frequência variável.
• Multímetro (TRMS) — Vrms (escolher True RMS).
• Simulador — Falstad, LTspice, Tinkercad.

Levantar a resposta em frequência varrendo f e medindo a saída.

Segurança em AC

• 230 V da rede é perigoso — trabalhar a baixa tensão no laboratório.
• Transformadores/bobinas geram picos (flyback) ao cortar — díodo de roda livre.
• Condensadores carregados — descarregar.
• Osciloscópio: cuidado com a ligação de massa (não criar curtos via terra).