Fisica3 (Eletromagnetismo)

OSCILAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS E CORRENTE ALTER
em que q é a carga do capacitar nesse instante. De acordo com a Eq. 30-49, a energia
armazenada no campo magnético do indutor em qualquer instante é dada por
u2
UB = -2-,
(31-2)
em que i é a corrente no indutor nesse instante.
A partir de agora, vamos adotar a convenção de representar os valores instantâneos
das grandezas elétricas de um circuito por letras minúsculas, como q, e asamplitudes
das mesmas grandezas por letras maiúsculas, como Q. Com essa convenção
em mente, vamos supor que, inicialmente, a carga q do capacitar da Fig. 31-1 seja o
valor máximo Q e a corrente i no indutor seja zero. Este estado inicial do circuito está
representado na Fig: 31-la. As barras que representam os níveis de energia mostram
que, nesse instante, com corrente zero no indutor e carga máxima no capacitar, a
energia U 8 do campo magnético é zero e a energia UE do campo elétrico é máxima.
Durante as oscilações do circuito, a energia é transferida do campo elétrico para o
campo magnético e vice-versa, mas energia total permanece constante.
Logo após o instante inicial, o capacitar começa a se descarregar através do indutor,
com as cargas positivas se movendo no sentido anti-horário, como mostra a
Fig. 31- lb. Isso significa que uma corrente i, dada por dq/dt e com o sentido de cima
Apenas
energia
elétrica.
O
- í
,. ·
-(b)
(a) i -
t O
• •
UR Ur:
(h)
1
-(e)
máxi -
e
~
Apenas
energia
magnética.
•
- 1- -
Ue
(g)
U,,
Apenas
energia
magnética.
( cl )
(f)
í= o
L~~
~
1
Apenas
energia
elétrica.
Figura 31-1 Oito estágios em um ciclo de oscilação de um circuito LC sem resistência.
Os histogramas mostram as energias armazenadas no campo magnético e no campo
elétrico. Também são mostradas as linhas de campo magnético do indutor e as linhas de
campo elétrico do capacitor. (a) O capacitor está totalmente carregado; a corrente é zero.
(b) O capacitor está se descarregando; a corrente está aumentando. (e) O capacitor está
totalmente descarregado; a corrente é máxima. (d) O capacitor está se carregando com
a polaridade oposta à de (a); a corrente está diminuindo. (e) O capacitor está totalmente
carregado com a polaridade oposta à de (a); a corrente é zero. (j) O capacitor está se
descarregando; a corrente está aumentando no sentido oposto ao de (b). (g) O capacitor
está totalmente descarregado; a corrente é máxima. (h) O capacitor está se carregando; a
corrente está diminuindo.