Trabalho Unidade 3 - Circuitos Elétricos II - Caroline da S C Bueno

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Caroline da Silva Capriolli Bueno - Atividade 3 - N1 - Disciplina de
Circuitos Elétricos II
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
Máxima Transferência de Potência
Medição
Resistência do
potenciômetro (Ω)
Tensão do
resistor R2 (V)
Tensão no
potenciômetro (V)
1 8 1,33 1,04
2 16 1,09 1,74
3 24 0,93 2,23
4 32 0,81 2,58
5 40 0,72 2,85
6 48 0,64 3,07
7 56 0,58 3,26
8 64 0,53 3,40
9 72 0,49 3,52
10 80 0,45 3,63
11 88 0,42 3,73
12 96 0,4 3,81
Tabela 1 – Dados experimentais da tensão
1. Preencha a tabela 1 de acordo com os dados experimentais obtidos durante a
realização do ensaio.
2. Qual o valor a tensão aplicada pela fonte? Qual o valor da resistência? A tensão é de 5V e
a resistência é 20 Ω
Para o cálculo da corrente utilize a equação abaixo.
𝑉𝑓 = 𝑅𝑝 ∗ 𝑖
Onde:
Vf = Tensão da fonte
RP = Resistência do potenciômetro
i = Corrente elétrica do circuito
Os valores de corrente elétrica encontrados serão baseados na resistência do
potenciômetro, no entanto, por se tratar de um circuito em série, a corrente que passa
pelo potenciômetro é igual a corrente que circula pelos demais resistores.
3. Preencha a tabela 2 com a corrente que percorre o circuito em cada medição.
Medição
Resistência do
potenciômetro
(Ω)
Corrente
do circuito
(A)
Resistência
R2 (Ω)
Req = (Rp + R2)
Eficiência
(𝜂)
Potência
dissipada no
circuito
1 8 0,625 2,12 10,12 0,33 2,21
2 16 0,312 3,49 19,49 0,49 1,65
3 24 0,208 4,47 28,47 0,58 1,65
4 32 0,156 5,19 37,19 0,65 1,58
5 40 0,125 5,76 45,76 0,69 1,54
6 48 0,104 6,15 54,15 0,73 1,51
7 56 0,089 6,51 62,51 0,75 1,49
8 64 0,078 6,79 70,79 0,77 1,47
9 72 0,069 7,10 79,10 0,79 1,45
10 80 0,062 7,25 87,25 0,81 1,44
11 88 0,056 7,50 95,50 0,82 1,43
12 96 0,052 7,69 103,69 0,83 1,42
Tabela 2 – Dados experimentais do experimento
4. Com base nos valores obtidos de resistência dos resistores, determine a
resistência equivalente (Req) para cada medição feita no circuito e anote na
tabela 2.
Para encontrar a potência dissipada do circuito, você utilizará as resistências
apresentadas pelos resistores e potenciômetros, associando-as com os seus valores
de tensão.
Utilize a equação abaixo para encontrar a potência dissipada no circuito.
𝑃𝑜𝑡
𝐷𝑖𝑠𝑠𝑖𝑝𝑎𝑑𝑎
=
𝑉𝑖²
+
𝑅𝑖
𝑉2²
+
𝑅2
𝑉𝑝²
𝑅𝑝
Onde:
𝑉𝑖 = Tensão da resistência interna da fonte
Ri = Resistência interna da fonte
𝑉2 = Tensão no resistor R2
R2 = Resistência do resistor R2
𝑉𝑝 = Tensão no potenciômetro
RP = Resistência do potenciômetro
5. Anote os valores da potência dissipada na tabela 2.
Encontre os valores para a eficiência da transferência de potência utilizando a equação
abaixo.
𝜂 =
𝑅
𝑒𝑞
𝑅𝑒𝑞 + 𝑅1
Onde:
𝜂 = Eficiência na transferência de potência
Req = Resistência equivalente do circuito.
𝑅1 = Resistência interna na fonte
6. Anote os valores da eficiência na tabela 2.
7. Construa o gráfico da potência dissipada em função da eficiência. Para que
valor de eficiência foi observada a menor potência dissipada? Pode-se afirmar
que esse ponto é o de maior transferência de potência?
O ponto de maior transferência de potência é o ponto onde a carga é igual a
Resistência de Thevenin, nesse caso no ponto ocorre a maior transferência de
potência.
8. Analisando a resistência interna e externa. Quando transferência de potência
apresentará seu valor máximo? Justifique.
O valor da potência dissipada é diretamente proporcional à tensão, e
inversamente a resistência. Com isso, quanto menor a resistência
(considerada na teoria a resistência de Thevenin), maior a transferência de
potência.
9. Como o resistor R1 atua no circuito? Se não fosse colocado este resistor no
circuito o valor encontrado para máxima transferência de potência seria o
mesmo? Justifique.
A função do resistor R1 no circuito é simular a resistência interna da fonte.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
Indução Mútua Entre Duas Bobinas
1. Existe diferença entre o valor exibido no multímetro com o interruptor S1
ligado e desligado? Em caso afirmativo, qual é essa diferença e explique o
motivo dela existir. Sim, existe. Quando S1 é acionado a tensão do
transformador 1 apresenta a tensão de 1,3V em corrente alternada,
mostrando que o transformador está operando com o circuito do secundário
em aberto. Quando S1 é desligado não há tensão e circulação de corrente
pelo circuito, logo, a tensão será zero.
2. Qual a tensão exibida no secundário do transformador a vazio? O
transformador montado com as bobinas 1 e 2 na placa de ensaio é do tipo
elevador ou abaixador? Justifique. O transformador é do tipo abaixador, pois a
tensão no secundário do transformador a vazio é 1,3V em corrente alternada,
enquanto a tensão que entra no primário é de 3,1V em corrente alternada
sem a carga da lâmpada, já quando se considera a carga da lâmpada no
primário, a tensão no secundário caí para 0,5V em corrente alternada.
3. Dada a relação de espiras entre o primário e o secundário, qual deveria ser
a tensão exibida no multímetro caso o transformador utilizado no ensaio fosse
um transformador ideal? Todo transformador acaba tendo uma perda devido
ao número de espiras, mas em uma situação ideal calculada a tensão seria de
1,55V em corrente alternada.
4. Qual a tensão exibida no secundário do transformador com a carga
(lâmpada) conectada nele? Explique a diferença entre a tensão no secundário
do transformador a vazio e com a carga. Com a carga da lâmpada conectada a
tensão no secundário é de 0,5V em corrente alternada, enquanto que sem
carga no primário a tensão no secundário é de 1,5V em corrente alternada.
Com a carga a tensão no secundário diminui pois há um aumento da corrente
para suprir a potência necessária para manter a lâmpada (carga) em
operação.