RESSONÂNCIA EM CIRCUITOS EM SÉRIE

Quando é estabelecida a igualdade entre a reatância indutiva e a reatância capacitiva, o que determina igualdade entre as tensões Ec e EL, dizemos que o circuito está em RESSONÂNCIA.

Esta condição é desejável em vários circuitos usados em Eletrônica, mas pode trazer consequências desagradáveis, com danos para os elementos de um circuito, quando não é prevista. Sabemos que a reatância indutiva é diretamente proporcional à frequência e que a reatância capacitiva depende inversamente da mesma. Assim, quando alimentamos um circuito com uma fonte de C.A. e fazemos a frequência variar desde um valor praticamente nulo a um valor alto, podemos observar o crescimento da reatância indutiva e a queda da reatância capacitiva. Numa determinada frequência, as duas grandezas tornam-se iguais e o circuito apresenta características especiais que correspondem à condição denominada ressonância. Estas características, são as seguintes:

a) a impedância do circuito toma-se mínima, ficando reduzida ao valor da resistência;

b) a intensidade da corrente é máxima, como consequência do exposto no item anterior, e limitada apenas pelo valor da resistência;

c) o circuito toma-se resistivo;

d) todas as energias aplicadas ao circuito são gasta para vencer sua resistência:

E = ER

P = S = EI

cos ф= 1 Q = 0

A frequência em que um circuito em série entra em ressonância pode ser determinada com a expressão

f₀ =frequência de ressonância, em HERTZ (Hz)

L = autoindutância do circuito, em HENRYS (H)

C= capacitância do circuito, em FARADS (F)

Com efeito, se

X_L = X_C

Um exame da equação em apreço faz-nos concluir que a resistência do circuito não influi na sua frequência de ressonância e que esta só depende do PRODUTO LC. Isto significa que circuitos com valores diferentes para L e para C podem entrar em ressonância na mesma frequência, desde que os produtos LC sejam iguais.

Convém esclarecer, porém, que a resistência do circuito influi no que é conhecido como FATOR Q do circuito ressonante, isto é, a relação entre a potência reativa referente à indutância (ou à capacitância) e a potência real do circuito:

FATOR

Normalmente a resistência do circuito é constituída principalmente pela resistência de uma bobina, de modo que é comum fazer referência à resistência da bobina e à sua reatância indutiva.

A variação de corrente num circuito quando a frequência da fonte é variada pode ser representada graficamente constituindo o que uma CURVA DE RESSONÂNCIA.

Fig. 19

Se traçarmos curvas de ressonância de um circuito série R-L-C mantendo constante o valor de “R”, observaremos que as formas das curvas variarão se forem variados os valores de “L” e “C”; O CRESCIMENTO DA INDUTÂNCIA E A REDUÇÃO DA CAPACITÂNCIA AGUÇAM A CURVA.

A variação da resistência, com “L” e “C” constantes, afeta a ordenada máxima e aguça a curva de ressonância.

EXEMPLO:

Num circuito de CA em série temos 0,06H de indutância, 2,4 µF de capacitância e 350Ω de resistência não indutiva. Qual a frequência de ressonância do Circuito?