Exame Lab fisica 3

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Profa Dra Lígia de Oliveira Ruggiero	 Luara de Andrade Gonçalves (turma 4204A) 27-ago-21
LABORATÓRIO DE FÍSICA III
EXAME REMOTO
O objetivo desta atividade é atender o exame remoto da disciplina de Laboratório de Física III.
Circuito RC com fonte de tensão alternada – Resistores em série
III.1.1 Este item tem como objetivo obter os gráficos das tensões na fonte e no resistor em função do tempo t, considerando uma tensão na fonte de 6V, a partir do programa de simulação. O valor do resistor e do capacitor é dado a partir das medidas que estão na imagem da Figura 1. Estes valores terão que ser colocados nos componentes no circuito. Preencha a tabela 1 colocando os valores solicitados para o resistor e para o capacitor. Monte no programa de simulação o circuito, colocando o osciloscópio para medir a tensão sobre a fonte e a tensão sobre o resistor. Insira este circuito no Quadro 1, informando e mostrando os parâmetros em cada canal do osciloscópio. Se estiver no Multisim Live terá que mostrar as pontas e suas referências e pelo menos uma medida.
Tabela 1 – (0,8) Informações sobre o Resistor e Capacitor que serão utilizados nesta atividade.
	Imagem do Resistor
	Valor Nominal
(Ω)
	Tolerância (Ω) 
	Série
	Real (Ω)
	
	220
	±1%
	E96
	217
	Imagem do Capacitor
	CNominal ( uF ) 
Vmaximo ( V )
	ESRmed ( Ω )
	ESRTabela ( Ω )
	Creal ( Ω )
	
	470
25
	0,29
	0,19
	465,3
	Medida do Resistor – Mult. Hikari – HM 2082 
(Foto: RUGGIERO, L.O., 2021)
	Medida do Capacitor - Multi-function Tester 
(Foto: RUGGIERO, L.O., 2021)
Capacitor
(1,0) Quadro 1 – Neste item será montado o circuito RC com fonte de tensão contínua, tendo um capacitor e dois resistores em série, tendo o osciloscópio acoplado para medir as tensões da fonte e na associação de resistores em série. 
OBS: Os valores dos componentes são os valores medidos. Explicar o que está fazendo e o circuito. Apresentar os parâmetros do circuito no programa.
	
Este circuito mostrado acima tem como objetivo medir as tensões na fonte e na associação do resistor. Estava contido nesse circuito os seguintes componentes: dois resistores (R1 e R2) de 217Ω associados em série, uma fonte de tensão contínua (VF) de 6V um capacitor (C1) de 465,3μF, uma chave e um osciloscópio, que por sua vez foi utilizado para medir os valores da tensão na fonte e da tensão na associação do resistor (Vf e Vr, respectivamente). Os parâmetros estão especificados no Quadro 2.
(Gonçalves, L.A.- Isis, Proteus 2021)
	
III.1.2 (1,0) No Quadro 2, insira a tela do osciloscópio com os gráficos do Item III.1.1, colocando um print do osciloscópio, contendo as informações dos canais do osciloscópio. Meça com os cursores a constante de tempo. Explique o que está fazendo e a medida tem que ser mostrada na tela e nas informações do osciloscópio. Se isto não for apresentado, este item será desconsiderado. 
Quadro 2 – Gráficos das tensões sobre a fonte e sobre a associação em série de resistores com informações sobre os parâmetros dos canais e cursores
	
O gráfico acima revela a tensão em função do tempo para a tensão na fonte (Vf) e na associação de resistores (Vr). O canal A (amarelo) representa a medida de Vf e B (azul), que, por sua vez, mostra a medida de Vr. O gatilho foi configurado como disparo único (One-Shot). Os valores de A e B na vertical são 0,5V por divisão (cada quadradinho) e na horizontal marcam-se 75ms. Para medir a constante de tempo usou-se dois cursores, o primeiro é começado pouco antes do início da curva em Vr= 101,25ms, porém por conta do atraso do programa este valor foi inutilizado, e o segundo foi posicionado onde Vr = 0,37Vf, desta forma a constante de tempo é 198,75ms. (Gonçalves, L.A.- Isis, Proteus 2021)
III.1.3 (1,0) Neste item, considere o circuito do Item III.1.1, mas agora ao invés de ter dois resistores em série, coloque dois resistores em paralelo. Acople o osciloscópio agora para medir as tensões da fonte e da associação em paralelo de resistores. Insira este circuito no Quadro 3, informando e mostrando os parâmetros em cada canal do osciloscópio.
OBS: Os valores dos componentes são os valores medidos. Explicar o que está fazendo e o circuito. Apresentar os parâmetros do circuito no programa.
Quadro 3 – Circuito RC com osciloscópio acoplado para medir as tensões da fonte e da associação em paralelo de resistores. Explicar o que está fazendo e apresentar os parâmetros do circuito no programa.
	
Este circuito mostrado acima tem como objetivo medir as tensões na fonte e na associação do resistor. Estava contido nesse circuito os seguintes componentes: dois resistores (R1 e R2) de 217Ω associados em paralelo, uma fonte de tensão contínua (VF) de 6V um capacitor (C1) de 465,3μF, uma chave e um osciloscópio, que por sua vez foi utilizado para medir os valores da tensão na fonte, medido pelo canal A, e da tensão na associação do resistor, medido pelo canal B, (Vf e Vr, respectivamente). Os parâmetros estão especificados no Quadro 2. (Gonçalves, L.A.- Isis, Proteus 2021)
III.1.4 (1,0) No Quadro 4, insira a tela do osciloscópio com os gráficos do Item III.1.3, colocando um print do osciloscópio, contendo as informações dos canais do osciloscópio. Meça com os cursores a constante de tempo. Explique o que está fazendo e a medida tem que ser mostrada na tela e nas informações do osciloscópio. Se isto não for apresentado, este item será desconsiderado. 
Quadro 4 – Gráficos das tensões sobre a fonte e sobre a associação em paralelo de resistores com informações sobre os parâmetros dos canais e cursores
	
O gráfico acima revela a tensão em função do tempo para a tensão na fonte (Vf) e na associação de resistores (Vr). O canal A (amarelo) representa a medida de Vf e B (azul), que, por sua vez, mostra a medida de Vr. O gatilho foi configurado como disparo único (One-Shot). Os valores de A e B na vertical são 0,5V por divisão (cada quadradinho) e na horizontal marcam-se 20ms. Para medir a constante de tempo usou-se dois cursores, o primeiro é começado pouco antes do início da curva em Vr= 51 ms, porém por conta do atraso do programa este valor foi inutilizado, e o segundo foi posicionado onde Vr = 0,37Vf, e desta forma a constante de tempo é 50ms. (Gonçalves, L.A.- Isis, Proteus 2021)
III.1.5 (1,0) Neste item, considere o circuito do Item III.1.1, mas agora ao invés de ter dois resistores em série, coloque um único resistor. Acople o osciloscópio agora para medir as tensões da fonte e do resistor. Insira este circuito no Quadro 5, informando e mostrando os parâmetros em cada canal do osciloscópio.
OBS: Os valores dos componentes são os valores medidos. Explicar o que está fazendo e o circuito. Apresentar os parâmetros do circuito no programa.
Quadro 5 – Circuito RC com osciloscópio acoplado para medir as tensões da fonte e do resistor. Explicar o que está fazendo e apresentar os parâmetros do circuito no programa.
	
Este circuito mostrado acima tem como objetivo medir as tensões na fonte e na associação do resistor. Estava contido nesse circuito os seguintes componentes: um resistor (R1) de 217Ω, uma fonte de tensão contínua de 6V, um capacitor (C1) de 465,3μF, uma chave e um osciloscópio, que por sua vez foi utilizado para medir os valores da tensão na fonte (Vf), medido pelo canal A, e da tensão na associação do resistor (Vr), medido pelo canal B. Os parâmetros estão especificados no Quadro 6. (Gonçalves, L.A.- Isis, Proteus 2021).
III.1.6 (1,0) No Quadro 6, insira a tela do osciloscópio com os gráficos do Item III.1.5, colocando um print do osciloscópio, contendo as informações dos canais do osciloscópio. Meça com os cursores a constante de tempo. Explique o que está fazendo e a medida tem que ser mostrada na tela e nas informações do osciloscópio. Se isto não for apresentado, este item será desconsiderado. 
Quadro 6 – Gráficos das tensões sobre a fonte e sobre o resistor com informações sobre os parâmetros dos canais e e cursoresO gráfico acima revela a tensão em função do tempo para a tensão na fonte (Vf) e na associação de resistores (Vr). O canal A (amarelo) representa a medida de Vf e B (azul), que, por sua vez, mostra a medida de Vr. O gatilho foi configurado como disparo único (One-Shot). Os valores de A e B na vertical são 0,5V por divisão (cada quadradinho) e na horizontal marcam-se 50ms. Para medir a constante de tempo usou-se dois cursores, o primeiro é começado pouco antes do início da curva em Vr= 50ms, porém por conta do atraso do programa este valor foi inutilizado, e o segundo foi posicionado onde Vr = 0,37Vf, e desta forma a constante de tempo RC é 97,5ms. (Gonçalves, L.A.- Isis, Proteus 2021)
III.1.7 (1,0) Com base nos valores determinados das constantes de tempo para um único resistor, dois resistores em série e dois resistores em paralelo, discuta sobre o tempo de carga do capacitor, correlacionando estes resultados. Faça também uma discussão sobre os valores dos resistores equivalentes em relação a um único resistor. O que acontece com a corrente inicial do circuito quando compara as três situações: associações em série e paralelo de resistores com um único resistor?
OBS: As discussões devem estar muito bem fundamentadas e necessariamente com valores citados. 
Quadro 7 – Discussão sobre o tempo de carga do capacitor, sobre os valores das resistências equivalentes e o valor da corrente inicial do circuito. 
	Com a análise dos dados obtidos quanto ao tempo de carga do capacitor, percebeu-se que pela diferença entre cada um em relação às suas associações o tempo de descarga para cada circuito foi diferente, o circuito mostrado no Quadro 3, com as associações em paralelo, mostra o menor tempo de descarga, como pode-se observar no gráfico do Quadro 4, percebe-se também a proporcionalidade em relação à resistência equivalente que tem o valor de 108,5. Observando os outros circuitos e seus gráficos, nota-se que o circuito cujos resistores são ligados em série (Quadro 1) tem o tempo de descarga relativamente maior do que o primeiro caso citado, tendo sua resistência equivalente com o valor de 434. Já o circuito montado com apenas um resistor teve 217 de resistência equivalente. Com essas análises consegue-se enxergar também a relação entre a resistência e a constante de tempo desses circuitos. Para a associação em paralelo (vista tendo a menor resistência) temos também a menor constante de tempo, sendo 50ms. Consegue-se notar que este mesmo comportamento é visto nos outros circuitos. O circuito com a associação em série tem a maior constante de tempo (198,75ms), assim como tem também a maior resistência equivalente, e o circuito visto no Quadro 5 tem o valor da constante de tempo de 97,5ms. Com isso, constata-se a proporcionalidade direta entre a resistência equivalente e a constante de tempo de um circuito.
Transformador
III.1.8 (1,2) Monte no programa de circuitos elétricos o esquema elétrico que contém um transformador 1:3 que é alimentado por uma fonte de tensão alternada com tensão de pico de 4V e frequência de 60Hz que está em série um resistor de 100 Ω e uma bobina do primário. A bobina do secundário deste transformador está associada em série com um resistor de 100Ω. Meça a tensão no primário e a tensão no secundário. Meça a corrente no primário e no secundário. Insira o esquema elétrico e as medidas das tensões no primário e secundário, bem como as medidas da corrente do primário e do secundário no Quadro 8.
OBS: o aluno deverá mostrar os medidores com suas respectivas medidas e explicar o circuito e seu procedimento de medidas. 
Quadro 8 – esquema elétrico do transformador e informações dos medidores
	
Acima temos a representação de um transformador de 1:3 alimentado por uma fonte alternada com tensão de pico de 4V e 60Hz associado em série a um resistor de 100Ω e uma bobina do primário, o secundário está ligado a outro resistor de 100Ω. Em ambos, primário e secundário, as medidas são feitas utilizando o amperímetro para ter o valor das correntes, que são dadas em miliamperes para tensão associada em série e o voltímetro para a tensão alternada em volts. (Gonçalves, L.A. - Isis-Proteus 2021).
III.1.9 . (1,0) Com base nas medidas do Item III.1.8 e na Lei de Faraday, discuta o princípio de funcionamento do transformador, citando obrigatoriamente as medidas registradas. 
Quadro 9 – Discussão sobre o princípio de funcionamento do transformador, citando obrigatoriamente as medidas.
	
A Lei de Faraday afirma que a variação do fluxo magnético através de um condutor resulta na produção de uma força eletromotriz induzida. A fonte produz uma corrente alternada no primário, dando origem a um fluxo magnético alternado no núcleo, gerando uma tensão induzida em cada espira do transformador, inclusive nas espiras do secundário. Como observou-se na representação do transformador no Quadro 8, as tensões e correntes do primário e do secundário são de 0,27V e 25,6mA e 0,82V e 8,19mA respectivamente. Seguindo as especificações do transformador.