Questão de Eletricidade e Eletrônica · FGV TJAM 2013 (nº 41)

Em um circuito RLC série, a impedância ($Z$) é a oposição total à passagem da corrente elétrica, e ela depende da resistência ($R$), da reatância indutiva ($X_L$) e da reatância capacitiva ($X_C$). Quando a reatância indutiva é igual à reatância capacitiva ($X_L = X_C$), o circuito está em ressonância, e a impedância total se torna igual à resistência, resultando na maior corrente possível para uma dada tensão.

• (A) Incorreta: A armadilha aqui é somar as reatâncias e a resistência aritmeticamente ($R + X_L + X_C = 20 + 20 + 20 = 60 \, \Omega$) como se fossem resistores em série em um circuito DC. Se fizesse isso, a corrente seria $I = 240 \, V / 60 \, \Omega = 4 \, A$. No entanto, em circuitos CA, as reatâncias indutiva e capacitiva se opõem uma à outra.
• (B) Incorreta: Esta alternativa não corresponde ao cálculo correto da corrente, que é 12 A.
• (C) Correta: A impedância total ($Z$) de um circuito RLC série é calculada por $Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$. Como $R = 20 \, \Omega$, $X_L = 20 \, \Omega$ e $X_C = 20 \, \Omega$, temos $X_L - X_C = 20 - 20 = 0$. Portanto, $Z = \sqrt{20^2 + (0)^2} = \sqrt{20^2} = 20 \, \Omega$. Este é um caso de ressonância, onde a impedância é mínima e igual à resistência. Usando a Lei de Ohm para circuitos CA, a corrente elétrica é $I = V_{eficaz} / Z = 240 \, V / 20 \, \Omega = 12 \, A$.
• (D) Incorreta: O valor $20\sqrt{2}$ seria a impedância se, por exemplo, o circuito fosse RL série com $R=20 \, \Omega$ e $X_L=20 \, \Omega$ (ou RC série com $R=20 \, \Omega$ e $X_C=20 \, \Omega$), mas não é o valor da corrente neste circuito RLC em ressonância.
• (E) Incorreta: Esta alternativa não corresponde ao cálculo correto da corrente.