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UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA AFRO-BRASILEIRA INSTITUTO DE ENGENHARIAS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL ENGENHARIA DE ENERGIAS Pratica 3-Potência e máxima transferência de Potência Discente IVALDO DA COSTA NETO CHARLES TAÚLA NZUALO Docente: JANAINA BARBOSA ALMADA Redenção, 2022 Janaina Destacar Melhorar formatação Janaina Destacar A Ulamba não está fazendo com vocês? 1. Introdução A potência elétrica é uma das grandezas de maior importância na análise e projeto de circuitos elétricos e eletrônicos, com isso não tem como tratar de circuitos elétricos sem trazer a matéria sobre potência e máxima transferência de potência. O teorema da máxima transferência de potência nos diz que a condição necessária para que ocorra a MTP na carga de um determinado circuito é que esta seja igual à resistência de Thévenin (ALEXANDER e SADIKU, 2013). Uma vez que o equivalente de Thévenin é conhecido, podemos determinar a máxima potência na carga com a equação (ALEXANDER e SADIKU, 2013): 2. Objetivos Gerais • Mostrar que a potência elétrica em um resistor é função da tensão e da corrente nele existente, bem como observar sua variação em um resistor; • Verificar experimentalmente sob que condições um gerador transfere a máxima potência para uma carga. 3. Metodologia Para realização desta prática foi utilizado roteiro disponibilizada pela professora no SIGAA, uma ferramenta muito importante para entendermos os procedimentos da prática, e também a ajuda da professora, que foi muito importante para entendimento desta prática. 4. Materiais • Fonte de tensão: 0-15 (Vdc); • Multímetro; • Resistores: 1200/2W, e 1200/5W e potenciômetro de 1k0; Diversos: painel de conexão, cabos de ligação, etc. 5. Procedimento experimental Janaina Destacar tem que ser colocado o significado da sigla na primeira vez que ela é citada. Exemplo: O ONS(Operador Nacional do Sistama) é responsável... Janaina Destacar uma fonte Janaina Destacar Metodologia não é isso. Você tem que descrever que: separaram os compenentes utilizados, que fizeram a montagem no protobord, que fizeram as medições. Que para observar a diferença de temperatura pegaram no resistor. Isso é metodologia e não falar que usou um roteiro. Janaina Destacar Melhorar a formatação 5.1 A primeira parte do experimento tem por finalidade constatar a relação entre a potência dissipada por elementos resistivos (P), a corrente que o atravessa (1) e a tensão entre os seus terminais (V), a qual é dada por: P = V.I 5.2 Inicialmente, elaboramos o circuito mostrado abaixo, e variamos a tensão no resistor R de acordo com os dados da tabela abaixo a seguir anotamos as respectivas correntes. E Verificamos o que aconteceu com a temperatura do resistor e anotamos. Tabela 5.2.1- Resultados aplicando às medições efetuadas no circuito da figura 6.1 Tensão (V) 4 6 4 6 Resistor 120ohm/2W 120ohm/5W I (mA) 59,5 99,1 62,6 104,3 P (w) 0,238 0,5946 0,2504 0,6258 De acordo com os resultados obtido e preenchido na tabela, calculou-se a potência. Valores medidos foram maiores do que calculado, plotamos os gráficos abaixo: Gráfico 5.2.2- Potência e corrente quando o resistor é de 120/2W. Janaina Destacar Melhorar formatação Janaina Destacar Letra maiuscula Grafico 5.2.3- Potência e tensão quando o resistor é de 120 ohm/5W Comentário: O resistor de 120 ohm/2w só teve mudança de temperatura quando colocamos uma tensão de 10V, notamos que teve um aquecimento muito rápido por causa da potência que é pequena para aquela tensão, o outro resistor demorou já para sentirmos o seu aquecimento por causa que a potência é maior. 5.3 Nesta etapa tem-se como o objetivo relacionar o valor da resistência com a potência, identificado a carga para a qual ocorre a máxima transferência de potência. Inicialmente, montamos o circuito da figura abaixo. Em seguida, medimos a corrente de carga, IL, e a tensão de carga, VL. Por fim, calculamos a potência transferida ao resistor de carga. 0 1 , 0 2 , 0 0 3 , , 0 4 5 , 0 6 , 0 7 , 0 59 , 5 99 , 1 P X I 0 0 , 1 0 , 2 3 , 0 0 4 , 5 0 , 6 , 0 7 , 0 4 6 P X V Janaina Destacar Quais características vocês observaram entre os dois resistores? Qual a característica física que pode explicar o motivo de os dois embora tenham a mesma resistência suportem potências diferentes? Resultados: IL=1,02mA; VL= 1V; P=0,00102W 5.4 Determinamos o equivalente de Thévenin para o circuito associado à carga RL. Em seguida, substitua a resistência RL pelo equivalente de Thévenin calculamos e medimos novamente a corrente IL e a tensão VL. Calculamos a potência transferida à carga RL. No que diz respeito à transferência de potência, qual das duas configurações propostas é mais eficiente? Justifique. Para qual carga RL há a máxima transferência de potência? Justifique matematicamente sua resposta. Em seguida, calcule a eficiência das duas topologias do circuito 6.2. Resultados: Equivalente de thevenim RL= 1,97 mA; Rth= 1,5kohm ; Vth= 2,5v; P= 0,004925W Das duas propostas a equivalência de thevenim é mais eficiente, permite a redução de um circuito dado, a um circuito equivalente de menor complexidade, com apenas dois elementos vistos a partir de um par de termina, com isso facilita no seu cálculo da potência máxima. 5.5 Montamos o circuito da figura 6.3 e insira um resistor em série com a fonte de R=4700. 5.6 Preenchemos os campos da tabela com os dados adquiridos. Tendo em conta o cuidado ao variar o valor no potenciômetro, pois o mesmo era muito sensível à mudanças, podendo ser complicado manter uma resistência constante. Tabela 5.6.1: Medições de corrente, tensão e potência, da figura 6,3. RLohm I(mA) VL(v) Pl(mw) 200 15,17 2,78 42,17 300 13,70 3,48 47,676 412 11,70 4,49 16,19 500 10,49 5,02 52,65 650 9,23 5,64 52,05 702 8,86 5,81 51,47 800 7,98 6,22 49,63 Janaina Destacar Isso é uma resitência ou uma corrente. ATENÇÃO! Janaina Destacar terminais Janaina Destacar essa é uma redução teórica. Janaina Destacar Claramente esse número está errado. 900 7,39 6,51 48,10 Grafico 5.6.2 : Potência e resistência Comentários: Ao analizarmos o gráfico, deparamos primeiramente que cada vez aumentamos o valor de RL, ilustrada na tabela 2, vamos ter o aumento da corrente, potência e da tensão. Porém, quando o RL estava no 412, tivemos uma queda da corrente, tensão e potência, que no fato não estavamos a espera dessa queda dos valores. 5.7 Questionário 1) R: A tensão máxima que pode ser aplicada é 21.1v. 2) R: A potência minima para um resistor de 120 ohm e uma tensõ de 50 V, fazendo o calculo com a equação de potência, utlizaria uma potência de 2,4 ohm. 3) R: Para que haja a maior transferência de potência, o RL deve estar no 900 ohm. 6. Conclusão Ao finalizarmos esta prática, concluímos que a máxima transferência de potência, na engenharia elétrica, é muito importante. Isto porque, determina os parâmetros de um sistema para que ocorra a máxima transferência de potência entre partes de um mesmo sistema ou entre sistemas diferentes. Durante a prática notamos que os resistores aquecem a medida que aumentamos a tensão, ou seja, quanto maior for a tensão maior será o aquecimento do resistor. Contudo, conseguimos alcançar o objetivo desta prática. 0 10 20 30 40 50 60 200 300 412 500 650 702 800 900 P X RL Janaina Destacar Pq vcs calcularam errado Janaina Destacar a medida de potência agora é em ohms? JanainaDestacar tensão Janaina Destacar Definitivamente não! Janaina Riscar Janaina Destacar Pq??? Janaina Destacar
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