cursoCA-Parte3

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Curso CA Parte3
a) Primeiramente deveremos calcular a reatância XC = 1 / ( 2.
.60.0,1.10-6 ) =26.525(
Agora poderemos calcular a impedância . Z = 
= 48K
I = U / Z = 120V / 48K = 2,5 mA
c) VC = XC.I = 26,5K.2,5mA = 66,25V e VR = R.I = 40K.2,5mA = 100V
d) cos 
 = R/ Z cos 
 = 40K / 48K = 0,83 logo 
 = 33º
Experiência 05 - Capacitor em CA
�
Abra o arquivo ExpCA05 . Identifique o circuito da Fig12a . Ative-o. Anote o valor da corrente no circuito .
I = __________ ( Ir para Fig12 )
Para ver a forma de onda da corrente e da tensão ao mesmo tempo precisamos fazer um artificio. Coloque em serie com o capacitor um resistor sensor de valor 1000 vezes menor do que XC ( isso garante que do ponto de vista prático a impedância será toda capacitiva, mas o resistor é necessário para que possamos ver a defasagem entre V e I ). Como XC = 26K então o resistor deve ser de 26(. Com o circuito ativado anote as formas de onda da tensão no circuito e a forma de onda da corrente ( que será a mesma forma de onda da tensão em R ).
		( a )						( b )
Fig14: Circuito RC serie - adicionando resistor sensor ( a ) - Medindo defasagem no tempo ( b )
Para medir a defasagem ( em graus ) entre duas formas de onda, meça primeiro a defasagem no tempo ( 
 ) como você deve conhecer o período ( porque conhece a freqüência ) é só fazer uma regra de três , ou seja:
 t ( 
			 ou 
T ( 360º
Anote a s formas de onda medindo 
 t e em seguida calculando 
. Verifique se é próximo de 90º essa defasagem.
Experiência 06 - Circuito RC Série�
Abra o arquivo ExpCA06 e identifique o circuito abaixo .Os valores teóricos já foram calculados. Faça as seguintes medidas. 
 I = _____________ VC = ______________ VR = _______________
Para medir a defasagem no tempo entre as duas formas de onda , use os dois ponteiros no osciloscópio expandido. 
Obs: para poder observar as formas de onda da corrente ( forma de onda da tensão em R ) e da tensão de entrada trocamos as posições de R e C na Fig13.
 t = _______________ 
 = _____________________
4.4.3 - Circuito RC Paralelo
No circuito da Fig15a continuam válidas algumas considerações já feitas, tais como a defasagem entre tensão e corrente em um capacitor é 90º, e etc.
 
Para este circuito valem as expressões :
 
 IMPORTANTE !!! 
Exercicio5: Para o circuito da Fig15a calcule : a) Impedância b) Valor de todas as correntes c) Angulo de defasagem entre a tensão total e a corrente total.
 
Exercício6: Para o circuito abaixo calcular : a) Impedância b ) correntes ( fornecida pelo gerador , na resistência e no capacitor ) c) angulo de defasagem ( 
) d) desenhar o diagrama fasorial
 Obs: este exercício está resolvido com mais detalhes no livro Analise de Circuitos em Corrente Alternada pg62.
Solução:
a) XC = 1/(2.
.60.10.10-6 ) = 265 ( logo 
=130( 
b) logo a corrente pode ser calculada por : I = U/Z = 110V / 130( = 0,84 A IR = UR / R = 110 / 150( = 0,73A
e 
=0,41A
c) cos 
 = 130 ( / 150 ( = 0,87 daí que 
 = 29º
d) 
Experiência 07 - Circuito RC Paralelo� e Experiência 08
Abra o arquivo ExpCa07 e identifique o circuito da figura abaixo. Ative-o e anote os valores das correntes no capacitor na resistência e a corrente total que sai do gerador. 
I = ____________ IR = ____________ IC = ________________
Abra o arquivo ExpCA08 e identifique o circuito da figura abaixo. Observe que existe um resistor a mais ( 100( ) que não está no circuito original ( Fig15a) . A finalidade deste resistor é permitir que vejamos a forma de onda da corrente ( não esqueça que a forma de onda da tensão em um resistor é a mesma que a da corrente, as duas estão em fase ). Este resistor a mais não altera o circuito já que tem um valor muito baixo comparado com a impedância.
Anote as formas de onda da corrente ( entrada B , vermelha, do osciloscópio ) e da tensão ( entrada A ) medindo a defasagem no tempo ( 
t ) e calculando a defasagem em graus ( 
 ), para isso use o osciloscópio com tela expandida ( Expand ) e com o auxilio dos ponteiros meça 
t.
t = ____________ 
 = ________________
Indutor
- Introdução
 Chamamos de indutor a um fio enrolado em forma de hélice em cima de um núcleo que pode ser de ar ou de outro material. A Fig16 mostra o símbolo.
5.2 - Indutor Em CC
O que acontece quando no circuito da Fig17 fechamos a chave ? A tensão é aplicada no indutor mas a corrente leva um certo tempo para crescer, a explicação é um fenômeno chamado auto indução ( para maiores detalhes veja o livro Analise de Circuitos em Corrente Alternada ou o livro Circuitos Em Corrente Alternada ). Ao abrir a chave novamente esse fenômeno vai atuar na bobina não deixando a corrente se anular instantaneamente . Concluímos que um indutor se opõe à passagem de uma corrente alternada( se opõe à variação de uma corrente ). Caso o núcleo fosse de ferro ou ferrite a corrente demoraria mais para aumenta ( ou diminuir ). A indutância ( L ) de um indutor é um parâmetro que dá a medida da capacidade que tem o indutor de armazenar energia no campo magnético, a sua unidade se chama Henry ( H).
	
	
Um indutor é caracterizado por um parâmetro chamado de indutância ( L ). A indutância dá uma medida da capacidade do indutor em armazenar energia no campo magnético, o seu valor é especificado em Henry ( H ). Quanto maior a indutância mais tempo levará para que a corrente no gráfico da Fig 17b atinja o seu valor máximo. O valor da indutância depende do numero de espiras e do material usado no núcleo.
5.3 - Circuito em CA com Indutor ideal
Um indutor ideal não tem resistência ôhmica, o que não é verdade na prática. Quando uma tensão alternada senoidal é aplicada a um indutor ideal a corrente estará atrasada de 90º em relação à tensão.
 ( a )								( b )
								
5.4 - Indutância Reativa 
Como vimos um indutor se opõe à variação de uma corrente. A medida desta oposição é dada pela sua reatância indutiva ( XL ), sendo calculada por:
 IMPORTANTE !!!
com L em Henries ( H ) e f em Hertz( Hz)
Exercício7: Uma bobina tem 0,1 H de indutância, sendo ligada a uma tensão de 110V, 60Hz. Determinar:
a) Reatância da bobina ( XL ) b ) Valor da corrente no circuito ( I )
Experiência 09 - Indutor em Corrente Alternada
Abra o arquivo ExpCA09 e identifique o circuito da Fig19( Acima )( Exercicio7 ). Ative-o. anote o valor da corrente.
I( 60Hz ) = ___________
Mude a freqüência do gerador para 240Hz e meça o novo valor da corrente
I( 240Hz) = ____________
Conclusão:
Experiência 10 - Indutor em Corrente Alternada - Formas de onda 
Abra o arquivo ExpCA10 e identifique o circuito da Fig20( Abaixo ). Ative-o, anotando as formas de onda da tensão ( preta ) e da corrente ( vermelha ). Use Expand do osciloscópio para medir a defasagem no tempo em seguida calcule a defasagem em angulo . Observe o resistor sensor usado para que possamos visualizar a forma de onda da corrente.
Formas de Onda 
							
5.5 - Circuito RL Série
Na prática um indutor apresenta uma resistência, e além disso podemos ter resistores em série com o indutor, neste caso a corrente continuará atrasada em relação à tensão mas de um angulo menor do que 90º.A Fig20( Abaixo ) mostra o circuito e o diagrama fasorial.
�
�
� EMBED Equation.3 ��� t
�
�
IC
I
IR
� EMBED Equation.3 ���
Fig15:Circuito RC paralelo - Circuito ( a ) - Diagrama fasorial ( b )
( a )
V
( b )
� EMBED Equation.3 ��� é o angulo de defasagem entre a corrente total e a tensão aplicada no circuito
Solução:
Como XC =1 /( 2� EMBED Equation.3 ���.0,1.10-6) = 26.500( = 26K( 
� EMBED Equation.3 ���=21,8K(
I= 120V / 21,8( = 5,5mA
IR = 120V / 40K = 3mA
IC =� EMBED Equation.3 ���
c) cos� EMBED Equation.3 ���= 21,8/40 = 57º
�
IR=0,73A
IC=0,41A
I=0,84A
U=110V
 � EMBED Equation.3 ��� =29º
�
� EMBED Word.Picture.8 ���
Resistor sensor
�
�
�
( a )			( b )		 ( c )
Fig16: Símbolo do indutor - Núcleo de ar (a ) - núcleo de ferro ( b ) - núcleo de ferrite ( c )
�
Chave é fechada
Chave é aberta
I ( A)
t ( s)
( b )
( a ) 
Fig17: Indutor em CC
V
V
�
I
�
� EMBED Equation.3 ���
I
I
V
( c )
I
Fig18: indutor em corrente alternada senoidal - circuito ( a ) - Formas de onda da corrente
 ( vermelha ) e da tensão ( preta ) ( b ) - Diagrama fasorial ( c )
�
Solução:
XL = 2.� EMBED Equation.3 ���.60.0,1 = 37,7(
b) I = V / XL = 110 / 37,7 = 2,9A
I
Fig19: Indutor em CA
�
Cole aqui a sua forma de onda
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