Pratica 6 - Impedância_

Prévia do material em texto

Profa Ruth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br URL: www.dee.ufc.br/~rleao 1 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ - UFC 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE 
CURSO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS EM C.A. 
PROF: RUTH P.S. LEÃO 
 
 
IMPEDÂNCIA 
OBJETIVOS 
− Fixar o conceito de impedância. 
− Medir ângulo de defasamento entre tensão e corrente. 
− Observar a existência de componente resistiva no indutor e capacitor. 
 
MATERIAL A SER UTILIZADO NA PRÁTICA 
− Fonte de Alimentação CA em 220/110V 
− Variac 0-240VCA 
− Banco de resistores Mod. 111A432 
Valor Nominal 125Ω ± 10% 
Tensão de Alimentação 80V 
− Banco de Indutores Mod. 111A434 
Valor Nominal 1,47H ±10% 
Tensão de Alimentação 220V 
− Banco de Capacitores Mod. 111A433 
Valor Nominal 9,22µF ±10% 
Tensão de Alimentação 220V 
− Voltímetro ca 0-250V 
− Amperímetro ca 0-1200mA 
− Osciloscópio ou Fasímetro 
 
CONCEITO TEÓRICO 
Impedância é um parâmetro passivo de um circuito elétrico e indica a oposição que o 
circuito oferece à passagem de corrente elétrica alternada. A impedância é definida como a 
relação entre tensão e corrente. Embora tensão e corrente possam ser representadas por 
fasores, a impedância não é um fasor, no que tange seja expressa como um número 
complexo, possuindo uma parte real, equivalente à resistência R, e uma parte imaginária, 
dada pela reatância X. O símbolo da impedância é Z e a unidade é ohms (Ω), sendo a 
mesma unidade para a resistência e para a reatância. 
 Z = R ± jX (1) 
Impedância é um conceito que pertence ao domínio da frequência e não ao domínio do 
tempo, com seus componentes dependentes da frequência (Hayt and Kemmerly, 1973). A 
resistência de um condutor varia com o aumento da frequência e da temperatura. Enquanto 
a reatância indutiva é diretamente proporcional à frequência, a reatância capacitiva varia 
inversamente com a frequência. 
XL =ωL 
XC = 1/ωC (2) 
Em (2) pode ser visto que para altas frequências, um indutor se comporta como um 
elemento em aberto, sendo um curto circuito para f=0 Hz. Por outro lado, um capacitor em 
altas frequências se comporta como um elemento em curto circuito e para baixas 
frequências se comporta como um elemento em aberto. 
 
 
Profa Ruth P.S. Leão Email: rleao@dee.ufc.br URL: www.dee.ufc.br/~rleao 2 
PROCEDIMENTO 
 
a) Monte o circuito RL-série mostrado na Figura 1 com a fonte de tensão ca ajustada para 
100 V (tensão fase-neutro). L representa a combinação em paralelo de indutores e R 
resistores em paralelo como definidos na Tabela 1. 
 
Com o osciloscópio, usando ponteira de corrente e ponteira de tensão, meça o valor da 
corrente eficaz I do circuito e o ângulo de defasagem θ�entre a tensão de alimentação V 
e I para cada uma das associações estabelecidas para os resistores e indutores 
mostradas na Tabela 1. Determine a impedância Z equivalente do circuito e o valor da 
resistência R e da reatância XL. Com a tensão medida sobre VR, meça o ângulo de fase 
entre VR e V. Repita a medição para saída sobre VL. Preencha a tabela a seguir. 
Atenção: utilize o neutro como referência para as medições. 
 
 
Tabela 1 Valores Medidos e Calculados 
 � 
Associação Ventrada (V) I (A) θ�° R (Ω) XL (Ω) ∠VR/Ventrada ∠VL/Ventrada 
R=9 L=9 
R=9 L=3 
R=3 L=9 
R=no. de resistores em paralelo L= no. de indutores em paralelo 
 
b) Calcule a componente resistiva no indutor equivalente. 
c) Repita o procedimento anterior substituindo os indutores por capacitores em 
associações conforme a Tabela 2. 
 
Tabela 2 Valores Medidos e Calculados 
 � 
Associação Ventrada (V) I (A) θ�° R (Ω) XC (Ω) ∠VR/Ventrada ∠VL/Ventrada 
R=3 C=6 
R=6 C=6 
R=6 C=3 
R=no. de resistores em paralelo C= no. de capacitores em paralelo 
 
d) Comente sobre as características dos circuitos RL e RL estudados. 
 
QUESTÕES 
 
1) Calcule a potência complexa para os arranjos de circuito das Tabelas 1 e 2. 
2) O que é efeito pelicular? Explique o fenômeno. 
 
REFERÊNCIAS 
 
HAYT, Jr., W.H., KEMMERLY, J.E. Análise de Circuitos em Engenharia. São Paulo: 
McGraw-Hill do Brasil, 1973. 
40 V
40