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Laboratório de Fı́sica Geral IV Departamento de Fı́sica, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal do Amazonas Professor: Dr. Haroldo de Almeida Guerreiro CORRENTE ALTERNADA 1 Kelem Erika Oliveira Da Silva 1 Graduanda no curso de Licenciatura em Fı́sica March 15, 2024 Resumo A princı́pio este relatório abordará o funcionamento de um gerador de corrente alternada baseado no princı́pio da indução eletromagnética. O gerador de energia alternada é um equipamento que converte energia mecânica em energia elétrica. Seu funcionamento é baseado na indução de força eletromotriz. Em relação ao gerador de corrente contı́nua, o gerador de corrente alternada difere principalmente na capacidade de transmitir a energia, em geral, a corrente alternada consegue atingir uma voltagem muito maior que a contı́nua, conseguindo chegar mais longe sem perder a força. Introdução A energia alternada um dos principais avanços tecnológicos que revolucionou a forma como geramos eletricidade: o gerador de energia alternada. Os geradores de energia alternada são dispositivos essenciais na geração de energia elétrica em larga escala, eles são responsáveis por converter diferentes formas de energia em eletricidade, alimentando nossas casas, indústrias e até mesmo cidades inteiras. A principal caracterı́stica dos geradores de energia alternada é a capacidade de produzir corrente elétrica que varia constantemente em direção e intensidade. Isso é conhecido como corrente alternada (CA). A corrente alternada é preferida em relação à corrente contı́nua (CC) devido à sua eficiência no transporte de eletricidade em longas distâncias. Os geradores de energia alternada operam com base no princı́pio da indução eletromagnética, descoberto pelo cientista Michael Faraday. Esse princı́pio envolve o movimento relativo entre um condutor e um campo magnético, gerando uma força eletromotriz que resulta na geração de eletricidade. Os geradores de energia alternada são alimentados por diferentes fontes de energia, como turbina a vapor, energia hidrelétrica, energia eólica, energia solar, entre outras. Cada fonte de energia possui suas próprias caracterı́sticas e benefı́cios, mas todas têm em comum a capacidade de gerar eletricidade de forma sustentável e renovável. Com o avanço da tecnologia, os geradores de energia alternada estão se tornando mais eficientes, compactos e ecologicamente corretos. Eles desempenham um papel fundamental na transição para um futuro mais sustentável, reduzindo nossa dependência de combustı́veis fósseis e contribuindo para a redução das emissões de gases do efeito estufa. Em resumo, o gerador de energia alternada é uma peça-chave na geração de eletricidade em larga escala, convertendo diferentes fontes de energia em eletricidade que podemos utilizar em nosso dia a dia. Com sua ajuda, estamos caminhando para um futuro mais limpo, sustentável e energeticamente eficiente. Objetivo A principal proposta do experimento, além de demonstrar na prática, é aprender como funciona a corrente alternada. Universidade Federal do Amazonas 1 Laboratório de Fı́sica Geral IV Materiais Utilizados Os materiais utilizados para a realização do experimento foram os seguintes itens disponibilizados no laboratório de Fı́sica Geral4: • Transformador de tensão das lâmpadas. • Placas de pé. • Quadro de conexão. • Tubo Eletrônico E92 • Terminais de cabo de conexão flexı́vel • Núcleo em U Laminado • Bobina de 1200 espiras • Capacitor de 1 uF • 2 Capacitores de 2 uF Procedimento Experimental O esquema de montagem do experimento de Corrente alternada no laboratório de ensino de óptica, são mostrados abaixo: a) Primeiramente monta-se equipamento destinado a realização das medidas no circuito RLC. Este circuito, composto por um resistor(R), um capacitor (C) e uma bobina (L), e amplamente utilizado para estudar as propriedades elétricas de sistemas oscilantes. b)Em seguida, Durante as duas primeiras montagens, foi optado por selecionar um valor especı́fico de capacitância, utilizando uma combinação de série ou paralela do capacitor no circuito. feito isso, nos permitiu explorar diferentes configuracões do circuito RLC e observar como a capacitância influencia as caracterı́sticas do sistema elétrico. Figure 1: Registro do experimento no laboratório. c) Prosseguindo fazendo a medição do valor da capacitãncia equivalente, utilizando um multı́metro de precisão. O multı́metro cinza foi escolhido devido a sua capacidade de realizar medidas precisas de componentes elétricos, fornecendo dados confiáveis para análise. Na figura(2), são demonstrados os itens utilizados no experimento, onde são usadas duas bobinas com 1200 voltas e 600 voltas. Foi Utilizado os capacitores de 1uF, 2uF e 4uF, logo prosseguimos para o tratamento de dados. Tratamento de dados. Universidade Federal do Amazonas 2 Laboratório de Fı́sica Geral IV Resultados e Discussões: Feito um experimento com um circuito RLC e um alto-falante, é possı́vel esmiuçar o fenômeno da ressonância acústica associada as caracterı́sticas elétricas do circuito, aliás a ressonância ocorre quando a frequência do sinal elétrico aplicado ao circuito é igual a frequência natural de vibração do sistema. Sendo asim, a ressonancia em um circuito RLC é particularmente interessante quando combinada com um alto-falante, pois isso permite a transição da energia elétrica para energia sonora de forma eficiente. Conclusões Portanto, a partir da prática experimental, pode-se observar a relação entre as propriedades elétricas do circuito RLC e a resposta acústica do alto-falante, possibilitando assim um melhor entendimento na prática da ressonância. Sendo aasim, é possı́vel analisar a variação da resistência, capacitância ou indutância, para verificar o impacto desses parâmetros na ressonância do sistema. Então ao retirasse-se cada capacitor,logo foi perceptı́vel a diferença de frequência que cada um emite, sendo que, conforme aumenta a frequência, menor é sua voltagem, bem como f = 1√ LC . References [1] https://blog.tecnogera.com.br/blog/entenda-como-e-o-principio-de-funcionamento-de-um-gerador-de-corrente- alternada [2] HALLIDAY, D., RESNICK, R and WALKER, J. (2013) Fundamentos de F´ısica, . Vol. 2, 9ª ed. Rio de Janeiro: LTC, Universidade Federal do Amazonas 3
