Relaxamento (física)

Nas ciências físicas, relaxamento geralmente significa o retorno de um sistema perturbado ao equilíbrio. Cada processo de relaxamento pode ser categorizado por um tempo de relaxamento τ. A descrição teórica mais simples do relaxamento em função do tempo t é uma lei exponencial exp(-t/τ) (decaimento exponencial).

Em sistemas lineares simples

Mecânica: Oscilador não submetido à força amortecido

Seja a equação diferencial homogênea:

${\displaystyle m{\frac {d^{2}y}{dt^{2}}}+\gamma {\frac {dy}{dt}}+ky=0}$

modelo de amortecimento de oscilações não submetidas à força de um peso em uma mola.^[1][2]

O deslocamento será então da forma ${\displaystyle y(t)=Ae^{-t/T}\cos(\mu t-\delta )}$. A constante T é chamada de tempo de relaxamento do sistema e a constante μ é a quase-frequência.

Eletrônica: circuito RC

Em um circuito RC contendo um capacitor carregado e um resistor, a tensão decai exponencialmente:

${\displaystyle V(t)=V_{0}e^{-{\frac {t}{RC}}}\ ,}$

A constante ${\displaystyle \tau =RC\ }$ é chamada tempo de relaxamento ou constante de tempo RC do circuito.^[3][4]

Um circuito oscilador não linear que gera uma forma de onda repetida pela descarga repetitiva de um capacitor através de uma resistência é chamado de oscilador de relaxamento.

Referências