Física — Eletromagnetismo Múltipla Escolha

Define-se reatância indutiva como uma oposição à corrente e ela se mostra proporcional à variação da corrente que atravessa o indutor. Em um circuito RL, composto por indutor de 942 ohm conectado a uma fonte de 220V e uma indutância de 100 mH, qual é a frequência?

Define-se reatância indutiva como uma oposição à corrente e ela se mostra proporcional à variação da corrente que atravessa o indutor. Em um circuito RL, composto por indutor de 942 ohm conectado a uma fonte de 220V e uma indutância de 100 mH, qual é a frequência?

  1. 1500 Hz.
  2. 150 Hz.
  3. 1,5 Hz.
  4. 1500 kHz.
  5. 150 kHz.

Resolução completa

Explicação passo a passo

A
Alternativa A

Alternativa A - 1500 Hz

Introdução

O problema solicita o cálculo da frequência em um circuito RL, fornecendo a reatância indutiva e o valor da indutância. É importante notar que a tensão da fonte (220V) é uma informação adicional neste caso específico, pois não é necessária para encontrar a frequência quando já conhecemos a reatância.

Desenvolvimento

Para resolver esta questão, utilizamos a fórmula fundamental da reatância indutiva (X_L):

X_L = 2 \cdot \pi \cdot f \cdot L

Onde:

  • X_L é a Reatância Indutiva (em Ohms, \Omega).
  • \pi é o número pi (aproximadamente $3,14$).
  • f é a Frequência (em Hertz, Hz).
  • L é a Indutância (em Henrys, H).

Passo a Passo do Cálculo

  1. Identificar os dados fornecidos:
  • Reatância Indutiva (X_L) = $942 \, \Omega$
  • Indutância (L) = $100 \, mH$ (precisamos converter para Henrys)
    100 \, mH = 100 \times 10^{-3} \, H = 0,1 \, H
  • Tensão (V) = $220 \, V$ (não usada no cálculo da frequência aqui).
  1. Isolar a variável Frequência (f):
    Rearranjando a fórmula original:
    f = \frac{X_L}{2 \cdot \pi \cdot L}
  2. Substituir os valores na equação:
    Utilizando \pi \approx 3,14:
    f = \frac{942}{2 \cdot 3,14 \cdot 0,1}
  3. Realizar a operação:
    Primeiro calculamos o denominador:
    2 \cdot 3,14 \cdot 0,1 = 0,628

Agora dividimos a reatância pelo resultado:
f = \frac{942}{0,628}
f = 1500 \, Hz

Análise das Alternativas

OpçãoValorStatus
A1500 HzCorreta
B150 HzIncorreta (erro de ordem de grandeza)
C1,5 HzIncorreta
D1500 kHzIncorreta (unidade errada)
E150 kHzIncorreta

Conclusão

O cálculo demonstra que a frequência necessária para gerar uma reatância de $942 \, \Omega$ em um indutor de $100 \, mH$ é exatamente 1500 Hz. Portanto, a alternativa correta é a letra A.

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