RELATORIO AULA PRATICA circ

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URI - UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES
PRÓ-REITORIA DE ENSINO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
CAMPUS DE FREDERICO WESTPHALEN
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
TRABALHO EXPERIMENTAL: CIRCUITOS RESSONANTES EM SÉRIE
DANIEL VERDI
IGOR ALCEU HAAS
RAFAEL AUGUSTO BALESTRIN
Frederico Westphalen – Junho, 2016
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO
Ressonância é a causa de oscilações de energia armazenada de um lado para o outro. É o fenômeno que permite seleção de frequência em redes de comunicação. Um circuito ressonante é qualquer circuito que tenha pelo menos um indutor e um capacitor, e podem sem confeccionados em dois arranjos, em série ou paralelo.
Estes circuitos podem ser chamados também de circuitos sintonizastes os quais são usados em todas as situações onde existem a necessidade de discriminação entre sinais de diferentes frequências, ou seja, como já denominados, são usados para sintonizar (selecionar faixa de frequência) rádio e TV.
Com objetivo de melhor conhecimento e compreensão pratica de um circuito ressonante em série, no presente relatório será descrito cálculos teóricos e práticos a respeito da funcionalidade do mesmo. O circuito foi projetado com valores previamente determinados sob faixas de frequência entre 5 à 100 kHz.
2 CIRCUITOS RESSONANTES EM SÉRIE
Inicialmente estabelecemos os valores do circuito criado levando em consideração os valores pré - determinados nas instruções do projeto. Sendo composto por um indutor de 470 µH, uma fonte de tensão independente de 1 V, um capacitor de 100 nF e uma resistência de 47 Ω. 
A partir dos valores acima descritos, foram efetuados os cálculos teóricos para verificar a frequência de ressonância do circuito, a qual foi definida uma frequência (Fs) de 23,21 kHz, uma largura de banda (BW) de 68,57%, inicializada em 16583,9 Hz e terminada em 32498,9 Hz.
2.1 Demonstração dos Cálculos Teóricos
 
L= 470 µH
C= 100 nF
R= 47 ohm
Vi= 1 V 
Com os valores já definidos, montamos o circuito, segue abaixo:
100nF
470 µH µHH
 47Ω
1 V
Abaixo demonstração dos cálculos em base teórica de um circuito ressonante em série, com valores previamente descritos anteriormente.
Cálculos:
	Fs= = 
Fs= 23,21 kHz
 BW= 
BW= 
BW= 15915 Hz
BW= = 0,6857 Fs
	Xc = 
Xc = 
Xc = 68,57 Ω
XL = WL
XL = 2πFs (470µH)
XL = 68,54 Ω	
	
	 Qs = 
Qs = 
Qs = 1,45
F1 = 
F1= 16583,9 Hz	
F2 = 
F2= 32498,9 Hz
3 PARTE PRÁTICA
Como mostra a imagem o circuito na protoboard foi montado em série (resistor, indutor e capacitor), ligando o gerador de sinais na entrada (resistor) e saída (capacitor) e ainda o osciloscópio na entrada e saída (capacitor, mas com o terra ligado).
Assim conseguimos observar a diferença dos sinais de entrada e saída. 
Figura 1: Plotoboard com o circuito ressonante.
Em seguida verificamos no gerador de sinal, sendo este configurado com tensão de pico a pico, neste caso 1 Volts. Analisando e tabelando os diferentes valores de frequência obtidos para criarmos os gráficos.
Figura 2: Gerador de Sinal (valores representativos).
Para verificar na pratica o funcionamento do circuito, foi ajustado o gerador de sinais com os devidos valores de tensão e frequência e aplicado no circuito ressonante o qual gerou sinais no osciloscópio nos diferentes canais - de entrada CH1 e de saída CH2 com base nas respectivas frequências normativas (fn). Assim criando os gráficos. Na figura abaixo pode ser observado o gráfico em forma de onda senoidal e as informações que podem ser obtidas a partir dele, como a tensão de pico a pico que pode ser vista no quadro a esquerda ao lado do gráfico.
Figura 3: Osciloscópio ( Imagem representativa) 
 
4 RESULTADOS
4.1 Tabelas e Gráficos
As tabelas foram determinadas a partir das diferentes frequências anotadas no decorrer do procedimento e assim pode-se criar uma tabela que consiste nos cálculos necessários para se obter a tensão Vc teórico (ganho) e Vc prático (ganho). Também foi calculado a fase (Ɵ) para a parte teórica e pratica.
Nas tabelas abaixo estão os cálculos de referência para a determinação da resposta em frequência do circuito.
Parte Teórica:
	CALCULO TEÓRICO
	
	FN
	Fa (Hz)
	Xl
	Xc 
	Zt 
	Vo
	Vc
	Ɵ Prático (°)
	 0,10 
	2321
	6,85E+00
	6,86E+02
	6,81E+02
	6,90E-02
	0,069
	-86,0415
	0,126
	2924,46
	8,64E+00
	5,44E+02
	5,38E+02
	8,74E-02
	0,087
	-84,9874
	0,158
	3667,18
	1,08E+01
	4,34E+02
	4,26E+02
	1,10E-01
	0,110
	-83,6655
	0,2
	4642
	1,37E+01
	3,43E+02
	3,33E+02
	1,41E-01
	0,141
	-81,8778
	0,251
	5825,71
	1,72E+01
	2,73E+02
	2,60E+02
	1,80E-01
	0,180
	-79,6018
	0,316
	7334,36
	2,17E+01
	2,17E+02
	2,01E+02
	2,34E-01
	0,234
	-76,4788
	0,398
	9237,58
	2,73E+01
	1,72E+02
	1,53E+02
	3,08E-01
	0,308
	-72,052
	0,501
	11628,21
	3,43E+01
	1,37E+02
	1,13E+02
	4,16E-01
	0,416
	-65,3881
	0,631
	14645,51
	4,32E+01
	1,09E+02
	8,06E+01
	5,83E-01
	0,583
	-54,3283
	0,794
	18428,74
	5,44E+01
	8,64E+01
	5,69E+01
	8,27E-01
	0,827
	-34,2352
	1
	23210
	68,53913
	6,86E+01
	4,70E+01
	1,00E+00
	1,000
	-0,08193
	1,259
	29221,39
	8,63E+01
	5,45E+01
	5,67E+01
	8,28E-01
	0,828
	34,0803
	1,585
	36787,85
	1,09E+02
	4,33E+01
	8,05E+01
	5,84E-01
	0,584
	54,276
	1,995
	46303,95
	1,37E+02
	3,44E+01
	1,13E+02
	4,17E-01
	0,417
	65,3342
	2,512
	58303,52
	1,72E+02
	2,73E+01
	1,52E+02
	3,09E-01
	0,309
	72,0241
	3,162
	73390,02
	2,17E+02
	2,17E+01
	2,01E+02
	2,34E-01
	0,234
	76,4502
	3,981
	92399,01
	2,73E+02
	1,72E+01
	2,60E+02
	1,81E-01
	0,181
	79,5816
	5,012
	116328,52
	3,44E+02
	1,37E+01
	3,33E+02
	1,41E-01
	0,141
	81,89
	6,31
	146455,1
	4,32E+02
	1,09E+01
	4,24E+02
	1,11E-01
	0,111
	83,639
	7,943
	184357,03
	5,44E+02
	8,64E+00
	5,38E+02
	8,74E-02
	0,087
	84,9865
Tabela 1: Dados da parte teórica. 
Parte Prática:
	CALCULO PRÁTICO
	
	FN
	Fa (Hz)
	Vi,pp (V)
	Vo,pp (V)
	Vc 
	Ɵ Prático (°)
	 0,10 
	2321
	1,05
	0,094
	0,090
	-80,21
	0,126
	2924,46
	1,02
	0,106
	0.104
	-88,3
	0,158
	3667,18
	1,01
	0,126
	0,125
	-84,55
	0,2
	4642
	0,995
	0,146
	0,147
	-80,17
	0,251
	5825,71
	0,968
	0,182
	0,188
	-79,75
	0,316
	7334,36
	0,94
	0,222
	0,236
	-76,52
	0,398
	9237,58
	0,888
	0,266
	0,300
	-69,85
	0,501
	11628,2
	0,824
	0,322
	0,391
	-66,81
	0,631
	14645,5
	0,728
	0,38
	0,522
	-56,82
	0,794
	18428,7
	0,616
	0,424
	0,688
	-37,13
	1
	23210
	0,576
	0,48
	0,833
	-5,013
	1,259
	29221,4
	0,6
	0,444
	0,740
	29,45
	1,585
	36787,9
	0,696
	0,4
	0,547
	52,96
	1,995
	46304
	0,792
	0,346
	0,437
	66,67
	2,512
	58303,5
	0,864
	0,284
	0,329
	73,45
	3,162
	73390
	0,925
	0,244
	0,264
	76,61
	3,981
	92399
	0,968
	0,188
	0,194
	73,17
	5,012
	116329
	0,995
	0,156
	0,157
	83,76
	6,31
	146455
	1
	0,128
	0,128
	79,08
	7,943
	184357
	1,02
	0,106
	0,104
	86,27
Tabela 2: Dados da parte prática. 
Nos gráficos estão representados os valores quanto as diferentes frequências, valores para o (ganho) VC e também os valores para a fase (Ɵ). Através do gráfico podem ser feitos as devidas comparações através dos resultados obtidos, tanto na parte pratica quando, na parte teórica.
Gráfico 01: comparação do VC prático em o VC teórico.
Gráfico 02: Comparação da fase (Ɵ) teórica com a fase (Ɵ) prática.
No gráfico 01 (Vc teórico x Vc prático), podemos observar o ponto de maior dissipação de potência pelo circuito que se da na frequência de ressonância, ou seja, a menor captação de sinal através do circuito e exatamente na frequência de ressonância. Comparando os gráficos da parte pratica com a teórica, verifica-se uma grande proximidade dos resultados, há uma diferença maisconsiderável próximo da frequência de ressonância. A diferença apresentada fica dentro dos limites toleráveis, de modo que pode ser reduzida fazendo algumas alterações e otimizações das análises e mudando os componentes utilizados nos experimentos. 
Já no gráfico 02 podemos observar as diferenças da fase, podendo se notar quais dos elementos do circuito tem mais influência de acordo com variação da frequência no circuito. Pode-se observar que em frequências maiores que a de ressonância, o indutor tem mais representatividade no circuito, já em frequência menores que de ressonância o capacitor prevalece. 
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com a realização do presente trabalho podemos ter uma visão ampla da utilização dos circuitos ressonantes, importância bem como funcionalidade. Vale salientar a diferença entre a parte teórica e a pratica isso se dá pela diferença e interferência dos materiais quanto a resistência e diferença entre valor definido pelo fabricante e valores reais de capacitância e indutância do componente. Com isso se explica um dos fatores que influencia na diferença a parte prática a e teórica.
Pode-se notar a influência da frequência no circuito, com isso alterando os valores de impedância do indutor e do capacitor fazendo com que o circuito se comporte de maneira diferente com a alteração da frequência.
Em relação à execução do projeto não teve grande dificuldades, desde execução de mesmo na parte teórica, quanto na parte pratica. Podendo assim tem um aprofundamento do nosso conhecimento na pratica. 
REFERÊNCIAIS
BOYLESTAD, R.L. Introdução à análise de circuitos. 12.ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil, 2012.