Roteiro 6 - Digitalizado - Lab

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CAPÍTULO 11
CIRCUITOS RC E RL EM REGIME PERMANENTE
CAPÍTULO 11
Circuitos RC e RL em Regime Permanente
1. Introdução
Capacitores e indutores são componentes cujo comportamento, em re-
gime permanente senoidal, depende da frequência. Aplicando-se uma tensão
senoidal a circuitos RL e RC, as correntes e tensões em seus terminais va-
riarão em amplitude e apresentarão uma defasagem. À defasagem depen-
derá das impedâncias dos circuitos, dadas por:
Circuito RL: Z= Circuito RC: Z = R - br
Objetivos
1. Observar o comportamento de circuitos RC e RL quando submetidos
a excitações senoidais de diferentes fregiiências.
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Í
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2. Elementos para o pré-relatório
1. Introdução teórica: comportamento de circuitos RL e RC em regime
permanente senoidal.
2. Análise e memória de cálculo: circuito RC.
A figura figura 11.1 apresenta um circuito RC série alimentado por
uma fonte de tensão senoidal. Considere que R = 470 2, C = 100 nF
e Vin =2 Vpp, com frequências de 1, 2, 5, 10, 15, 20 e 25 kHz.
R +
IN
Figura 11.1: Circuito RC série
(a) Calcule os valores da impedância do circuito (módulo e fase),
considerando cada uma das frequências da fonte de alimentação.
(b) Monte o circuito no LTspice e faça simulações de transitórios
("transient") de forma a visualizar a tensão de entrada (Vin) e
corrente no capacitor (Ic), para cada uma das frequências da
fonte de alimentação.
(c) Para cada caso, meça a amplitude da tensão e da corrente e a
defasagem de Vin em relação a I.. Utilize os cursores dos gráficos
para determinar as defasagens, em segundos.
(d) Converta as defasagens para radianos. A conversão pode ser
realizada da seguinte forma:
At
ó(rad) = 27-, (11.1)T
onde At é a defasagem medida e T é o período do sinal (ambos
em segundos).
(e) Utilize os valores medidos para determinar as impedâncias em
cada caso (Z(w) = Vin(w)/Ic(w)). Compare os valores obti-
dos com os calculados no item 2a. Discuta e explique eventuais
discrepâncias.
3. Análise e memória de cálculo: circuito RL.
renan
Nota
Não é necessário introdução teórica no memorial de cálculos.
renan
Nota
Multisim ou LTSpice
renan
Nota
Todas as simulações serão feitas apenas no Multisim ou LTSpice. Não é necessário realizar no TinkerCAD
renan
Nota
Lembre-se que para ver a corrente no capacitor, é preciso ver a tensão no resistor, e para isso, utiliza-se o menu matemático no osciloscópio, fazendo a tensão da entrada, menos a tensão no capacitor.
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CAPÍTULO 11
A figura figura 11.2 apresenta um circuito RL série alimentado por
uma fonte de tensão senoidal. Considere que R = 100, L = 940uH (2 x 470uH)
e Vin = 2 Vpp, com frequências de 1, 2, 5, 10, 15, 20 e 25 kHz.
Figura 11.2: Circuito RL série
(a) Repita os procedimentos indicados nos itens 2a - 2e para o caso
do circuito RL.
S==-Porte=prática
Parte 1
1. Monte o circuito RC conforme a figura 11.1, utilizando R = 4700,
C = 100nF. Aplique uma onda senoidal com amplitude de 2.0 Vpp
nas seguintes frequências: 1 kHz, 2 kHz, 5 kHz, 10 kHz, .15 kHz,
20kHz
(a) Reg rmas de onda Vin(t) e Ic(t quências
(b) Meça a tensão (Vin) e e (L.) e a defa-
sagem de Vin oa I. para ência aplicada. À
defasagem pode da com os cursores do osci-
loscópio.
(c) Converta as defasagens radianos utilizando a equação
12.4.
Parte 2
1. Monte o circuito me a figura Nizando R = 100,
L = 9404H (2 Aplique uma onda com amplitude
de 2.0 Vpp es frequências: 1 kHz, Hz, 10 kHz,
15 kHz, 2
(a) R procedimentos indicados nos itens la o caso
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+R
IN Z
FA
Z
aplica
kHz
do Mito RL
renan
Nota
Não é necessário fazer o item 3, uma vez que é uma repetição do item 2, para ser feito em laboratório.
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4. Questões para o relatório
1 . À partir dos valores medidos, construa curvas da variação do módulo
e da fase da impedância com a frequência para cada circuito.
2. Compare os valores medidos com os calculados no pré-relatório. Ex-
plique eventuais discrepâncias.
3. Discuta as semelhanças e diferenças observadas para a variação da
impedância (módulo e fase) com a frequência para os dois circuitos.
4. Comente as defasagens entre tensão e corrente observadas para os dois
circuitos.
5. À partir dos valores medidos, determine os valores do capacitor C e
do indutor L nos dois casos. Compare com os seus valores nominais
e explique eventuais discrepâncias.
Í