Circuito RLC em série
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Este applet estuda a tensão nos extremos de um condensador, colocado num circuito RLC em série. No texto pdf da análise do circuito poderá encontrar a expressão da equação diferencial que representa o funcionamento do circuito.
Este estudo mostra que o estado do circuito depende de dois parâmetros: o amortecimento λ = R/2L e a frequência própria ω2 = 1/LC.
No applet os valores admitidos para o amortecimento estão compreendidos entre 0.02 e 10; a relação entre a frequência própria F0 e a frequência do sinal excitador deve estar compreendida entre 0.5 e 20.
A tensão nos extremos do condensador é representada a vermelho. A tensão de excitação é representada a azul
Para mostrar a influência das condições iniciais, é possível alterar a tensão inicial nos extremos do condensador (entre –1 V e +1V) e em regime sinusoidal na fase inicial da tensão (entre –PI e +PI).

Regime sinusoidal
Atue sobre o valor de amortecimento e sobre o período de excitação.
Desafios:

  • Verifique que a duração dos fenómenos transitórios depende do amortecimento.
  • Verifique que depois do desaparecimento do regime livre, a tensão de saída reproduz as variações da tensão de entrada.
  • Analise a influência das condições iniciais.
  • Analise os fenómenos próximos da ressonância com os amortecimentos mais fracos e com os mais importantes.

    Outras formas de onda.
    Repita essas mesmas análises, com um sinal retangular, o circuito de cada semi-período em escada +E ou –E.
    Com a opção "pente", o circuito recebe a cada período uma implusão.
    Se o amortecimento é muito pequeno, observam-se fenómenos complexos quando a relação das frequências é próxima de valores inteiros (5, 3, 8 e 2, por exemplo) relacionados com a sensibilidade nas condições iniciais.

    Nota: é necessário validar cada um dos valores introduzidos nas caixas de texto.

    Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
    Faculté des Sciences exactes et naturelles
    Université du Maine - Le Mans

    Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em janeiro de 2012