Circuito RC com entrada senoidalProblemaResolvendo usando equação diferencialConvertendo para notação Amplitude e FaseMas ainda temos o transitório!Solução completaSimulação
Suponha o mesmo circuito analisando antes:

Mas agora vamor injetar uma onda senoidal na entrada deste circuito, o que acontece?
Neste caso:
e que
Como:
A equação diferencial do circuito RC continua sendo (ver Resolvendo usando equação diferencial do circuito):
subtituindo
Agora não podemos simplesmente procurar uma solução constante.
Procuramos uma solução particular da forma:
Derivando:
Substituímos na equação:
Agrupando seno e cosseno:
Para que isso seja verdadeiro para qualquer
Termo do seno:
Termo do cosseno:
Da segunda equação (2) temos que:
Substituindo na primeira (1):
Assim, descobrimos que:
e:
Portanto:
Essa é uma resposta perfeitamente válida, mas existe uma forma mais elegante de "interpretá-la".
Podemos escrever:
Sabemos que, a equação acima representa uma onda senoidal defasada de
Comparando com nossa expressão, temos:
e:
Dividindo uma equação pela outra:
Portanto:
e para amplitude teremos:
Depois de uma simplificação, obtemos:
Assim, depois que desaparece o transitório, temos:
Essa equação é importante porque ela permite deduzir que este circuito:
A solução geral não é apenas a solução senoidal particular.
Temos também a solução homogênea:
Logo:
Se o capacitor inicialmente estiver descarregado:
então podemos determinar
No instante zero:
mas como:
e como neste caso:
obtemos:
Sendo assim, a solução completa é:
Concluímos que uma resposta de um circuito de primeira ordem possui uma parcela transitória (a) e uma parcela de regime permanente (b).
Podemos simular uma senóide na entrada deste circuito, oscilando na frequência de 100 Hz
Mas com o objetivo de entender melhor as coisas, vamos adaptar um pouco a eq. (1):
e plotar sobreposto à curva de
Código: simula_sin_edo.m.
# Simula saída de uma senoide na entrada de um circuito RC (filtro passa-baixas)# Fernando Passold, em 12/08/2026
clear; % limpa dados anterioresclose all; % fecha janelas gráficas (se houver)clc; % limpa tela de comandos
R = 1e3;C = 1e-6;disp('Constante de tempo do sistema:')tau = R*C % contante de tempo do sistema
Vm = 5;f = 100;disp('Frequência angular da senóide:')w = 2*pi*f
# Levantando alguns dados da onda para facilitar análisedisp('Periodo da onda senoidal:')T = 1/f # período da onda senoidaldisp('Duração da simulação:')t_fim = 2*T # vamos simular 2 ciclos da onda
t = 0:1e-5:t_fim; # cria vetor tempo t com incremento de 1x10^{-5} = 10 ns
Vin = Vm*sin(w*t); # cria vetor de entrada (simula a senóide)
% Solucao completa, considerando Vout(0) = 0K = Vm*R*C*w/(1+(R*C*w)^2);y1 = K*exp(-t/tau); % vetor apenas do período transitórioy2 = Vm/sqrt(1+(R*C*w)^2).* sin(w*t - atan(R*C*w)); % vetor/saida regime permanente
Vout = y1 + y2; % compondo regime transitório, y1 + regime permanente, y2.
plot(t, Vin, 'b', 'LineWidth', 1.5);hold on;plot(t, Vout, 'r', 'LineWidth', 1.5);
% Plotando as curvas auxiliaresplot(t, y1, 'b--', 'LineWidth', 1.5);plot(t, y2, 'm:', 'LineWidth', 1.5);grid on;
xlabel('Tempo (s)');ylabel('Tensão (V)');legend('V_{in}', 'V_{out}', 'y_1(t)', 'y_2(t)');title('Circuito RC - entrada senoidal');Na tela de comando deve aparecer:
Constante de tempo do sistema:tau = 1.0000e-03Frequência angular da senóide:w = 628.32Periodo da onda senoidal:T = 0.010000Duração da simulação:t_fim = 0.020000octave:15>e deve sugir um gráfico algo como:

Note alguns detalhes no gráfico anterior:
Nos primeiros 5 ms existe um transitório — a curva
e sobra somente a parcela do regime permanente,
Note também que
Existe também uma diferença de fase, ou defasagem.
Este circuito defasa o sinal de entrada de
Neste caso, como a frequência de entrada é de 100 Hz, teremos:
Esta redução de amplitude e defasagem são típicas consequências de um filtro passa-baixas (caso deste circuito RC).
Fernando Passold, 13/08/2026.