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Atividade Pratica Eletricidade Rodrigo Ramos Pereira Centro Universitário Uninter R. Carmem Silva de Almeida, 23 - Cidade da Saúde, Itapevi - SP, 06693-070 e-mail: rodrigoramos1980@gmail.com Resumo. Essa atividade tem como intuito colocar em prática todos os conceitos abordados na disciplina de eletricidade, como lei de Ohm, leis de Kirchhoff, divisor de tensão, divisor de corrente, funcionamento de resistores, capacitores e indutores. Palavras chave: (indutores, resistores, capacitores, protoboard, multímetro) Introdução Serão realizados 5 experimentos utilizando uma fonte de tensão de corrente continua ajustavel de 1Vcc a 12Vcc e resistores físicos (reais) de 1kohm, 2.2kohm, 6.8kohm e 470kohm. Montaremos circuitos teóricos e experimentais e no software MULTISIM BLEU onde iremos comparar os resultados obtidos. No software MULTISIM BLUE realizaremos a montagem virtual de circuitos para cálculo e analise de correntes e tensões nodais. Procedimento Experimental Experimento 1 (lei de OHM): Aplicamos a lei de OHM em um circuito de fonte V e um resistor R1 e calculamos a corrente I=V/R. Após os cálculos realizamos o experimento no software montando o multímetro digital em serie com o circuito e finalmente realizamos os experimentos práticos utilizando a protoboard, resistores e o multímetro. Seguem imagens dos circuitos físico e virtual: R1 1.0kΩ V1 5V XMM1 Aplicamos tensões com os seguintes resultados, conforme tabela abaixo: I(A) % ERRO V1 (V) R1 A-teórica calculada B-simulada no multisimBlue C- experimental utilizando o kit D-erro experimental 5 1KΩ 5mA 5mA 5.18mA 3.6% 10 1KΩ 10mA 10mA 10.29mA 2.9% 5 470KΩ 10.638µA 10.638µA 9µA 15.4% 10 470KΩ 21.276µA 21.276µA 20µA 6% Análise e Resultados Neste experimento utilizamos resistores com faixa de erro de 5%, ou seja, o resistor de 1KΩ pode variar entre 0.95KΩ e 1.05KΩ, o resistor de 470KΩ pode variar entre 446.5KΩ e 493.5KΩ, alterando assim o valor das correntes. Porem vemos um experimento com V=5vcc e R1=470KΩ apresentando um erro de 15.4%. Aqui podemos atribuir o erro à precisão da nossa fonte que, mesmo após ajustada, apresenta variações de até 1V. Experimento 2 (divisor de tensão): Utilizaremos 3 resistores em serie em uma fonte V, os resistores com os seguintes valores: R1=1KΩ, R2=2.2 KΩ e R3=6.8 KΩ. Primeiro calculamos a Req (resistência equivalente), para identificar a corrente no circuito, da seguinte forma: Req(serie)=R1+R2+R3. Dai calculamos a corrente do circuito utilizando a lei de Ohm em cada fonte de tensão utilizando a formula V=R*I. Desta forma obtemos os resultados conforme mostra a tabela e as imagens a seguir: Forma da montagem do circuito com o kit. Experimento simulado no MultisimBLUE Tabela com valores teóricos; Valores teóricos V1 (V) VR1 VR2 VR3 I(A) 3 300mV 660mV 2,04V 300µA 6 600mV 1.32V 4.08V 600µA 9 900mV 1.98V 6.12V 900µA 12 1,2V 2.64V 8.16V 1.2mA Tabela com valores simulados; Valores simulados V1 (V) VR1 VR2 VR3 I(A) 3 300mV 660mV 2,04V 300µA 6 600mV 1.32V 4.08V 600µA 9 900mV 1.98V 6.12V 900µA 12 1,2V 2.64V 8.16V 1.2mA Tabela com valores experimentais; Valores experimentais V1 (V) VR1 VR2 VR3 I(A) 3 280mV 640mV 2,06V 303µA 6 0.58V 1.31V 4.18V 606µA 9 0.86V 1.94V 6.16V 900µA 12 1,15V 2.32V 8.18V 1.2mA Tabela com valores dos erros experimentais; %Erro V1 (V) %EVR1 %EVR2 %EVR3 %EI(A) 3 6.66% 3.03% 1% 1% 6 3.33% 0.75% 2.45% 1% 9 4.44% 2.02% 0.65% 0 12 4.16% 12.12% 0.24% 0 R1 1kΩ 5% R2 2.2kΩ 5% R3 6.8kΩ 5% V1 3V XMM1 XMM2 XMM3 XMM4 Analise e Resultados Notamos que a diferença entre os valores teóricos e experimentais oscilam bastante e isso pode ser explicado pela faixa de tolerância dos resistores que é de 5%, pela variação de tensão proveniente da fonte que sempre apresenta uma variação mesmo após ser ajustada e por fim o fundo de escala do nosso multímetro, que não tem escalas em µV e nem em µA. Experimento 3 (divisor de corrente) Utilizaremos os mesmos 3 resistores do experimento anterior, porem agora montaremos em paralelo, para a análise das correntes. Aplicaremos novamente a lei de Ohm para o cálculo das correntes: IR1=V1/R1, IR2=V1/R2 e IR3=V1/R3. O circuito foi montado como mostra a imagem a seguir, depois veremos os resultados dos valores teóricos, simulados e experimentais e as taxas de erro em cada experimento nas tabelas seguintes. Imagem do experimento de divisor de corrente. Os 3 resistores estão com um polo no mesmo ponto de tensão positiva, mas cada um com o outro polo em pontos diferentes da protoboard, para obtermos o resultado independente de corrente. Esquema de montagem do circuito simulado R1 1kΩ 5% R2 2.2kΩ 5% R3 6.8kΩ 5% V1 3V XMM1 XMM2 XMM3 Tabela com valores teóricos; Valores teóricos V1 (V) IR1 IR2 IR3 3 3mA 1.364mA 441.176µA 6 6mA 2.73mA 682.352µA 9 9mA 4.09mA 1.323mA 12 12mA 5.454mA 1.765mA Tabela com valores simulados; Valores simulados Valores teóricos V1 (V) IR1 IR2 IR3 3 3mA 1.364mA 441.176µA 6 6mA 2.73mA 682.352µA 9 9mA 4.09mA 1.323mA 12 12mA 5.454mA 1.765mA Tabela com valores experimentais; Valores experimentais V1 (V) IR1 IR2 IR3 3 3.08mA 1.39mA 0.441mA 6 6.11mA 2.81mA 0.887mA 9 9.04mA 4.09mA 1.29mA 12 12.20mA 5.54mA 1.75mA Tabela com valores dos erros experimentais; %Erro V1 (V) %EIR1 %EIR2 %EIR3 3 2.66% 1.9% 0.4% 6 1.83% 2.93% 0.6% 9 0.44% 0 2.5% 12 1.66% 1.6% 0.85% Analise e Resultados Assim como nos experimentos anteriores notamos que a diferença entre os valores teóricos e experimentais oscilam bastante e isso pode ser explicado pela faixa de tolerância dos resistores que é de 5%, pela variação de tensão proveniente da fonte que sempre apresenta uma variação mesmo após ser ajustada e por fim o fundo de escala do nosso multímetro, que não tem escalas em µV e nem em µA. Experimento 4 (formas de onda) Utilizando apenas o MultiSim BLUE vamos montar um circuito com uma fonte de tensão alternada de 180Vca e um resistor, um capacitor e um indutor, separadamente, e utilizar o osciloscópio virtual do programa para realizar analise de ondas: A) Resistor B) Capacitor C) Indutor D) No circuito RC abaixo encontramos uma constante de tempo de 0.5ms fazendo τ=R/C Experimento 5 (analise de circuito) Analise de circuito elétrico através do método das LCK, obtendo os seguintes resultados para as correntes nas fontes V1 e V3: R1 15Ω V1 40V V2 25V V3 12V R2 24Ω R3 20Ω R4 17Ω R5 5Ω R6 15Ω R7 4Ω I1 1A I2 5A Utilizando a LCK teremos: I1: -40+15I1+20(I1-1)+24(I1+5)+25=0 59I1=85 I1=85/59=1.441A I2: 12+17(I2+5)+15I2=0 32I2=97 I2=97/32=3.031A E simulando no Multisim Blue temos: B) utilizando a LTK, analisamos o circuito abaixo e chegamos nas seguintes conclusões: Conclusão Vimos a importância de utilizarmos todas ferramentas disponíveis para dimensionarmos, analisarmos e corrigirmos um circuito elétrico. A junção de experimentos teóricos, onde temos os valores possíveis, e pratico, onde colocamos em pratica aquilo que enxergamos só no papel é de fundamental importância para nosso desenvolvimento no curso. ReferênciasTutoria uninter: http://univirtus-277877701.sa- eastelb.amazonaws.com/ava/web/#/ava/interacaoControle/4 https://www.youtube.com/watch?v=Zunm75JrqYU Circuitos elétricos.
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