portfólio circuitos elétrico avancado (1)

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Portfolio AULA Pratica- Circuitos
Engenharia Civil (União Metropolitana de Educação e Cultura)
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Itabuna
2024
RELATÓRIO AULA PRÁTICA
CIRCUITOS ELÉTRICOS AVANÇADOS
UNIVERSIDADE ANHANGUERA
ENGENHARIA ELÉTRICA
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Itabuna
2024
RELATÓRIO AULA PRÁTICA
CIRCUITOS ELÉTRICOS AVANÇADOS
Relatório de Aula Prática apresentado a Universidade
Anhanguera como requisito para obtenção de média
para a disciplina de Circuitos Elétricos Avançados
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................3
2 DESENVOLVIMENTO...........................................................................................4
2.1 ROTEIRO 1 – FASORES E IMPEDÂNCIA........................................................4
2.2 ROTEIRO 2 – CIRCUITOS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS.............................6
2.3 ROTEIRO 3 – TRANSFORMADORES REAIS................................................10
CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................................................................13
REFERÊNCIAS...........................................................................................................14
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1 INTRODUÇÃO
O estudo de circuitos elétricos avançados é relevante para o desenvolvimento
de habilidades práticas e teóricas na área de engenharia elétrica. Através da
aplicação de conceitos como fasores, impedâncias e análise de circuitos em
corrente alternada (CA), é possível compreender de maneira aprofundada o
comportamento dos sistemas elétricos. Este trabalho visa integrar a teoria com a
prática, utilizando o software LTspice para a simulação de circuitos e a análise
detalhada de transformadores. O LTspice é amplamente utilizado na indústria e em
ambientes acadêmicos, permitindo a montagem de circuitos elétricos e a realização
de medições precisas de variáveis elétricas, como tensão e corrente.
A proposta deste experimento é calcular e verificar os valores teóricos e
simulados de circuitos em CA, bem como a análise da topologia trifásica equilibrada
e o comportamento dos transformadores em diferentes configurações de tensão.
Deste modo, o presente trabalho busca fortalecer o conhecimento dos princípios
subjacentes dos sistemas elétricos e aprimorar as competências técnicas em
simulação e medição elétrica, essenciais para a formação profissional na área de
engenharia.
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2 DESENVOLVIMENTO
2.1 ROTEIRO 1 – FASORES E IMPEDÂNCIA
Este relatório visa apresentar os resultados da simulação de um circuito
elétrico em corrente alternada, utilizando o software LTSpice, com foco no cálculo da
resistência e da tensão de Thevenin, medições de tensão e corrente nos terminais
de carga, e análise das curvas senoidais de tensão e corrente. A prática tem como
objetivo aplicar os conceitos teóricos aprendidos em sala de aula e comparar os
resultados calculados manualmente com aqueles obtidos pela simulação.
O circuito elétrico simulado consiste em dois geradores senoidais com
frequências de 60 Hz e diferentes amplitudes, conectados a resistores. Os
componentes do circuito são:
• V1 = 84 V, 60 Hz (Fonte de tensão senoidal);
• V2 = 21 V, 60 Hz (Fonte de tensão senoidal);
• R1 = 6 ;
• R2 = 12 ;
• R3 = 3 .
O resistor R1 foi removido para o cálculo da tensão de Thevenin. Utilizando o
método de superposição, foi possível calcular a tensão equivalente conforme
descrito a seguir:
• Quando V2 estava ativa e V1 desativada, o resistor de 6 ohms ficou
em paralelo com o resistor de 12 ohms, resultando em uma resistência equivalente
de 4 ohms. Através do divisor de tensão, obteve-se uma tensão de 12 V sobre o
paralelo.
• Quando V1 estava ativa e V2 desativada, o resistor de 6 ohms ficou
em paralelo com o resistor de 3 ohms, resultando em uma resistência equivalente de
2 ohms. Através do divisor de tensão, obteve-se também uma tensão de 12 V sobre
o paralelo.
A tensão de Thevenin resultante foi a soma das duas tensões:
Vth = 12 V + 12 V = 24 V
A resistência de Thevenin foi calculada desativando as fontes V 1 e V 2,
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substituindo-as por curtos-circuitos. A resistência equivalente vista pelos terminais
de R1 foi a combinação em paralelo dos resistores R2 e R3:
Rth = 
R2 .R3
R2+R3
 = 
12 .3
12+3
 = 2,4 Ω
Simulação LTSpice
O circuito foi montado no software LTspice conforme a configuração descrita
na seção anterior. A simulação foi configurada no modo Transiente, com um tempo
de simulação de 30 ms, de modo a capturar as curvas senoidais de tensão e
corrente.
Imagem 1. Gráfico de Tensão de Thévenin
Fonte: o autor (2024)
Resultados Obtidos
Os valores obtidos de tensão e corrente nos terminais de carga foram
comparados com os cálculos manuais:
• Tensão calculada manualmente: 24 V
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• Tensão medida na simulação: 24 V
• Corrente calculada manualmente: 3 A
• Corrente medida na simulação: 3 A
Curvas Senoidais
As curvas de tensão e corrente obtidas na simulação foram plotadas e
analisadas. As formas de onda senoidais confirmaram o comportamento esperado
do circuito em corrente alternada, com frequência de 60 Hz.
Conclusão
A prática realizada permitiu uma compreensão aprofundada dos conceitos de
Thevenin e de análise de circuitos em corrente alternada. Através da comparação
entre os resultados calculados manualmente e os resultadossimulados no LTspice,
foi possível verificar a precisão dos cálculos teóricos. Além disso, o uso do LTspice
mostrou-se uma ferramenta eficaz para a simulação e análise de circuitos
complexos.
2.2 ROTEIRO 2 – CIRCUITOS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS
Este relatório apresenta a simulação e análise de um circuito elétrico trifásico
equilibrado em topologia estrela-triângulo, utilizando o software LTspice. O objetivo é
realizar medições de tensões e correntes de linha e de fase, bem como plotar as
curvas de corrente na resistência R1 da carga em triangulo. Este estudo ´e uma
aplicação prática dos conceitos de análise de circuitos trifásicos equilibrados,
amplamente utilizados em sistemas de potência.
Circuito Elétrico
O circuito elétrico simulado possui três fontes de tensão senoidais de 100 V
com defasagens apropriadas para um sistema trifásico equilibrado. As fontes foram
configuradas na topologia estrela, enquanto a carga foi configurada na topologia
triângulo. Os parâmetros do circuito são os seguintes:
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 VA = 100 0° V
 VB = 100 -120° V
 VC = 100 120° V
 R1 = R2 = R3 = 10 Ω
Imagem 2. Simulação Circuito Trifásico no LTSpice
Fonte: o autor (2024)
Medições de Tensão e Corrente
A medição das tensões e correntes de linha e de fase foi realizada conforme o
proce- dimento padr˜ao para circuitos trif´asicos. Foram utilizadas as seguintes
express˜oes para calcular as tens˜oes de linha a partir das tens˜oes de fase:
VAB = VA − VB
VBC = VB − VC
VCA = VC − VA
As correntes de linha foram obtidas medindo-se as correntes que saem de
cada uma das fontes V 1, V 2 e V 3, correspondendo a`s correntes IV 1, IV 2 e IV 3.
Imagem 3. Medição das tensões
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Fonte: o autor (2024)
Imagem 4. Medições das Correntes
Fonte: o autor (2024)
Cálculo da Corrente na Resistência R1
Para calcular a corrente que passa pela resistˆencia R1 da carga em
triângulo, a corrente foi medida diretamente no simulador, utilizando a ferramenta de
medição do LTspice. A corrente em R1 é dada por:
Ir1 = 
Vab
R1
Configuração do LTspice
O circuito foi montado no LTspice conforme as instruções da aula prática. A
simulação foi configurada no modo Transiente, com um tempo de simulação de 50
ms, para observar as formas de onda de tens˜ao e corrente.
As configurações das fontes foram ajustadas para garantir a defasagem
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correta de 0◦, −120◦, e 120◦ nas fontes VA, VB, e VC, respectivamente.
 
Resultados
Medições de Tensão e Corrente
Os valores de tensão e corrente medidos durante a simulação são
apresentados a seguir:
• Tensão de linha VAB: 173V
• Tensão de linha VBC: 173V
• Tensão de linha VCA: 173V
• Corrente de linha IV 1: 30A
• Corrente de linha IV 2: 30A
• Corrente de linha IV 3: 30ª
Curva da Corrente na Resistência R1
A corrente eficaz (RMS) pode ser calculada a partir da corrente de pico (Imax)
usando a seguinte fórmula:
IRMS = 
Imax
√2
Para um pico de corrente de Imax = 30 A, temos:
IRMS = 
30
√2
 ≅ 
30
1,414
 ≅ 21,2 A
Portanto, a corrente RMS aproximadamente 21.2 A.
A tensão eficaz (RMS) pode ser calculada a partir da tensão máxima (Vmax)
usando a seguinte fórmula:
VRMS = 
Vmax
√2
Para uma tensão máxima de Vmax = 173 V , temos:
VRMS = 
173
√2
 ≅
173
1,414
 ≅122,3 V
Portanto, a tensão RMS é aproximadamente 122.3 V
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Conclusão
A simulação de um circuito trifásico equilibrado em topologia estrela-triângulo
no LTspice permitiu uma compreensão prática dos conceitos teóricos de análise de
circuitos trifásicos. As medições realizadas de tensões e correntes de linha e de fase
foram consistentes com os valores calculados teoricamente. A curva de corrente na
resistência R1 foi analisada, e os valores de pico e RMS observados confirmaram a
operação equilibrada do circuito.
2.3 ROTEIRO 3 – TRANSFORMADORES REAIS
Este relatório descreve a prática laboratorial realizada em ambiente virtual,
utilizando o simulador da ALGETEC para estudar a ligação de transformadores
reais. O experimento envolveu a realização de medições e análises das tensões de
saída de um transformador operando em dois modos distintos: 127 V e 220 V no
primário, com saídas de 12 V e 24 V no secundário.
Descrição do Circuito
O transformador simulado possui duas tensões primárias configuráveis: 127 V
e 220V. No secundário, as tensões de saída possíveis são 12 V e 24 V. A montagem
do circuito
foi realizada conforme o roteiro fornecido, conectando corretamente os cabos
e utilizando um multímetro para realizar as medições de tens˜ao nas saídas do
transformador.
Procedimentos Realizados
1. Acessar o laboratório virtual ALGETEC e selecionar o experimento
Transformadores Reais.
2. Realizar a ligação do transformador com os valores de 127 V no primário e
medir a tensão de saída no secundário (12 V e 24 V).
3. Repetir o procedimento com 220 V no primário e medir as mesmas tensões
de saída. 
4. Comparar os resultados com os valores teóricos e verificar o
comportamento do transformador nas diferentes tensões.
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Medições e Resultados
As tensões medidas no secundário do transformador foram as seguintes:
 Para uma entrada de 127 V no primário:
– Saída medida: 12.0 V e 24.0 V
 Para uma entrada de 220 V no primário:
– Saída medida: 12.1 V e 24.1 V
Os resultados obtidos demonstram que o transformador funcionou conforme
esperado, com pequenas variações nos valores medidos em relação aos valores
nominais.
Análise dos Resultados
A simulação forneceu resultados bastante próximos dos valores esperados,
confirmando o bom funcionamento do transformador nos dois modos de operação. A
variação mínima nas tensões de saída é atribuída a precisão do equipamento de
medição virtual.
Imagem 5. Finalização da Prática
Fonte: o autor (2024)
Conclusão
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A prática permitiu uma melhor compreensão do funcionamento de
transformadores, além de demonstrar a importância de realizar medições corretas
no primário e no secundário. A simulação também foi útil para validar os conceitos
teóricos apresentados durante as aulas.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
A realização das atividades práticas utilizando o software LTspice permitiu
uma abordagem direta e aplicada dos conceitos teóricos estudados ao longo da
disciplina de Circuitos Elétricos Avançados. A montagem dos circuitos e a análise
dos resultados obtidos, como as medições de tensão e corrente, possibilitaram uma
compreensão mais profunda sobre o comportamento de circuitos em corrente
alternada, bem como a importância da aplicação da teoria de Thévenin para a
simplificação e resolução de circuitos complexos.
Através da simulação de circuitos trifásicos e a análise de transformadores
reais proporcionaram uma experiência imersiva em situações práticas que os
profissionais da engenharia elétricaenfrentam no dia a dia. Ao comparar os
resultados manuais com os simulados, foi possível verificar a precisão e a eficiência
das técnicas utilizadas, bem como a relevância do uso de ferramentas de simulação
para otimizar o processo de análise e projeto de circuitos.
O uso do LTspice também demonstrou ser uma ferramenta poderosa para a
simulação de sistemas elétricos, promovendo um ambiente seguro e eficiente para a
prática de experimentos. Assim, o desenvolvimento dessas habilidades contribui
diretamente para o aprimoramento da formação acadêmica e profissional,
preparando os alunos para enfrentar desafios reais na área da engenharia elétrica.
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REFERÊNCIAS
ANRAKU, R.; CONSONNI, Denise. Medida automatizada de potência ativa e fator
de potencia em circuitos monofásicos e trifásicos equilibrados. Anais Cicte-91, 1991.
FERREIRA, Alan de Paula Faria. Comparação de dois métodos de detecção da
instabilidade de tensão baseados em medição fasorial e equivalente de Thévenin.
2017.
JORDÃO, Rubens Guedes. Transformadores. Editora Blucher, 2002.
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	1 INTRODUÇÃO
	2 DESENVOLVIMENTO
	2.1 ROTEIRO 1 – FASORES E IMPEDÂNCIA
	2.2 ROTEIRO 2 – CIRCUITOS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS
	2.3 ROTEIRO 3 – TRANSFORMADORES REAIS
	CONSIDERAÇÕES FINAIS
	REFERÊNCIAS