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Estudo dos Transformadores
Disciplina: Física experimental 3
Nome: Ernane Pereira Farinha 
Matrícula: 201408304317
Periodo: Noturno 
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO BRASÍLIA
ernane.engenhariadf@gmail.com
Resumo: Verificação experimental do funcionamento de um circuito com transformadores e bobinas trabalhando em corrente alternada;
INTRODUÇÃO 
Neste relatório iremos falar brevemente a respeito dos transformadores e como funcionam ao trabalharem juntos das bobinas.
Em 1831 Michael Faraday inventou o transformador. O transformador é um dispositivo que, como o próprio nome já diz, transforma uma forma de energia em outra para o melhor aproveitamento da energia em questão, eles funcionam através da indução de corrente baseando-se nos princípios do eletromagnetismo (Lei de Faraday-Neumann-Lenz e da Lei de Lenz). Esse principio afirma que é possível criar uma corrente elétrica em um circuito, onde o circuito esteja submetido a um campo magnético variável. E é justamente por esse motivo que os transformadores funcionam apenas em corrente alternada, por necessitar da variação no fluxo magnético.
EXPERIMENTO1
Na primeira parte do experimento, montamos a placa de testes com:
1 bobina de 200 espiras 
1 bobina de 400 espiras 
1 bobina de 600 espiras
Ao ligarmos os terminais do primário na fonte de 6V em corrente alternada, percebemos que enquanto o circuito está ligado a tensão de entrada mantem em 6,38V e a tensão de saída varia bastante e fica na média de 0,062V, isso se deve ao campo magnético que é produzido no primário.
EXPERIMENTO 2
Esta atividade tinha como objetivoentender o funcionamento dos transformadores e tirar a conclusão a respeito do funcionamento do transformador com a variação na quantidade de espiras das bobinas.
Com a placa montada conforme o esquema da figura abaixo, do manual entregue em sala de aula, iniciamos o experimento.
De acordo com os dados disponibilizados temos:
Fonte AC de 6,0V
No enrolamento primário temos uma bobina de N1= 200 espiras.
Após a preparação da placa, ligamos o circuito e obtivemos os seguintes valores:
Tensão de entrada= 6,38V.
Na tabela abaixo temos a variação dos valores, de acordo com a variação de espiras.
Notamos ao final deste experimento, que a tolerância em média ficou de 3% para cada vez que aumentavamos a quantidade de espiras.
Conseguimos também perceber, que, a tensão de entrada era sempre a mesma, independente da quantidade de espiras na placa de testes. Podemos observar com isso, que há uma proporção para a quantidade de espiras relacionando-se com a tensão de saída (V2).
EXPERIMENTO 3
Nesta terceira atividade do dia, estudamos a relação de transformação entre as tensões e o número de espiras no transformador.
A placa de testes foi montada conforme a imagem abaixo:
No enrolamento primário colocamos uma bobina N1= 600 espiras. E no enrolamento secundário uma bobina N2= 200 espiras.
Aplicamos uma tensão de 6,0V em corrente alternada. 
Após a montagem da placa, começamos a trabalhar com bobinas de diferentes valores, conforme a tabelas abaixo tivemos os seguintes dados:
Notamos neste experimento que, quanto maior a quantidade de espiras no primário, menor é a tensão de saída no secundário.
Isso se deve ao fato do campo magnético gerado no primário. Quando a tensão de entrada percorre o transformador, a variação do fluxo magnético faz com que a energia vire corrente dentro do circuito, logo a tensão na saída não é a mesma por conta da variação do fluxo dentro do circuito.
EXPERIMENTO 4
Na atividade final, determinamos a eficiência do transformador.
Mantemos a placa montada conforme a ultima atividade com a bobina N1= 600 espiras.
A alimentação também foi a mesma, de 6,0V.
Mas nessa parte do experimento, colocamos três lâmpadas com os seguintes valores nominais:
L1= 2,6Ω
L2= 5,6Ω
L3= 3,6Ω
A placa de testes ficou montada conforme a imagem abaixo:
A partir desta montagem, começamos a trabalhar os valores em cima da variação das lâmpadas. Os valores obtidos estão na tabela abaixo:
Após a primeira medição, fizemos a inversão e ligamos as lâmpadas no terminal secundário e obtivemos os seguintes valores na tabela abaixo:
Após a inversão das lâmpadas nos terminais primários e secundários, notamos que a potência é diferente para as três lâmpadas.
Para finalizar, fizemos o calculo do rendimento para cada lâmpada utilizando a seguinte formula:
Trabalhando com os valores da primeira e da segunda tabela temos a tabela abaixo:
Obtivemos os valores presentes na tabela, e notamos que caso a eficiência tivesse sido mantida em 100%, perceberíamos que a inversão das lâmpadas não iriam fazer diferença, logo o campo magnético do transformador estaria com algum problema, por não ocorrer a variação do fluxo magnético.
BIBLIOGRAFIA
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transformador
Circuito RC série em corrente alternada (AC)
Resumo: Verificação experimental do funcionamento de um circuito em série com capacitores e resistores trabalhando juntos;
 Curiosidades 
Essa foto tirada do vídeo mostra a amplitude máxima e mínima usada na função seno e cosseno com seus respectivos valores no SIMULADOR.
Curiosidades 
Esse dado final obtido nos cálculos tem como valor a reatância capacitiva que tem a mesma dimensional de um resistor.
INTRODUÇÃO: Esta é a prática introdutória ao estudo de circuitos com corrente alternada ou circuitos AC. O objetivo da experiência e a determinação da capacitância no circuito através do angulo da defasagem entre a corrente e a voltagem no circuito.
A variação da corrente neste circuito devido à capacitância pode ser denominada como reatância capacitiva (Xc), que é definido pela expressão abaixo:
Relação da reatância capacitiva com a resistência
 A relação entre a reatância capacitiva e a resistência é definida como impedância (Z).
Note que Z tem dimensão de resistência e, como V0 = Zi0, num circuito com corrente alternada a impedância desempenha um papel análogo ao da resistência em circuitos com corrente contínua. Observe também que a impedância do circuito não e simplesmente a soma de R e XC, mas sim a raiz quadrada da soma dos quadrados de R e XC.
E o equivalente da Lei de Ohm para capacitores com correntes alternadas. ´
A grandeza definida por tem dimensão de resistência e chamada de reatância capacitiva; ela desempenha um papel semelhante a resistência na Lei de Ohm, com a importante diferença de ser inversamente proporcional a frequência. Para frequências muito altas o capacitor se comporta como um curto-circuito (resistência nula), o que significa que sinais de alta frequência passam pelo capacitor sem serem atenuados. Já parafrequências muito baixas o valor da reatância aumenta e sinais de baixa frequência ser ao fortemente atenuados. Esta propriedade dos capacitores e utilizada para a construção de filtros de frequência.
SENOIDES 
A é a amplitude
k é o número de onda
ω é a frequência angular
φ é a mudança de fase
D é o offset vertical (comumente chamado de offset CC).
O número da onda é relacionado à frequência angular por
{\displaystyle k={\omega \over c}={2\pi f \over c}={2\pi \over \lambda }}
Onde:
λ é o comprimento de onda
f é a frequência
c é a velocidade de propagação.
Séries de Fourier
Seno, ondas quadradas, ondas triangulares, onda dentada.
Em 1822, o matemático francês Joseph Fourier descobriu que ondas sinodais podem ser usadas como blocos para construir, ou descrever, qualquer tipo de onda periódica, incluindo ondas quadradas. Fourier usou isso como ferramenta analítica no estudo das ondas e dos fluxos de calor. Séries de Fourier são usadas frequentimneteem processamento de sinais e análise estatística de séries temporais.
Qualquer forma de onda não-sinusoidal, tais como as ondas quadradas, ou mesmo os sons irregulares produzidos pela fala humana, são um conjunto de ondas sinusoidais de diferentes períodos e frequências juntas. A
EXPERIMENTO
Oexperimento, tem como propositoidentificar a defasagem entre tensão ecorrente no capacitor.Com a placa montada conforme o esquema da figura, do manual entregue em sala de aula.De acordo com os dados temos:
C= 47,7 nF
R= 1,98 kΩ
Tabela 01
Após a anotação desses dados, fomos para a prática e obtivemos um gráfico senoidal conforme o modelo exibido abaixo:
Ao colocarmos o gerador de funções para uma onda senoidal com a frequência de 1500 Hz obtivemos algo parecido com o gráfico disponível acima.
A tensão foi de 2,5V.
Nessa frequência emitida foide 1500 Hz, temos Δt= 2,5 divisões. E T= 18 divisões que conforme o gráfico exibido acima, mostram o tempo em μ segundos.
Com os valores obtidos com o auxilio do gerador de funções temos a tabela a seguir:
 Após a coleta dos dados da frequência e do valor do capacitor, vamos encontrar o valor de Xc:
Xc= 2221Ω
Após encontrarmos Xc, vamos determinar o valor da impedância do circuito.
Com esses valores, obtivemos a impedância e a reatância capacitiva do circuito.
Com a frequência em aproximadamente 1500 Hz, temos uma variação de tempo em 660μs- 664μs. Que seria aproximadamente a defasagem encontrada entre a onda senoidal de entrada e a onda senoidal de saída. Com DDP’s diferentes
Com a corrente encontrada no arranjo através da medição com o multímetro, temos 0,84mA.
Para confrontar os resultados vamos usar os valores Vc e Vr para calcular Vg e vamos comparar com o valor medido.
Obtivemos uma margem de erro dentro de 2,4%, o que é algo tolerável nesse caso.
No manual entregue em sala de aula, temos o triângulo de fasores, por ele vamos determinar a diferença de fase Φ
Com os valores de Δt e T medidos no osciloscópio gerador de funções, vamos obter o valor do ângulo 
Encontramos o valor de 50°. Para ter a margem de erro, vamos confrontar os valores.
conclusão
Os valores encontrados estão dentro da margem aceitável de erro.
Circuito RL série em corrente alternada
Introdução
Quando um indutor e um resistor são ligados em série a uma fonte de tensão alternada do tipo senoidal, conforme mostra a figura abaixo, essa tensão (VG) fica distribuída entre o resistor (VR) e o indutor (VL). 
A oposição ao fluxo de corrente devido à indutância é denominada reatância indutiva (XL), medida em ohms (Ω), que pode ser calculada pela expressão:
No circuito série RL a corrente (i)que passa por R e XL é a mesma e as tensões são dadas por:
A tensão através de XL segue a corrente adiantada de 90º enquanto a tensão em R está em fase com a corrente, uma vez que a resistência não produz desvio de fase.
Utilizando a representação de fasores tem-se:
Essas três tensões se relacionam através da equação:
A associação da resistência com a reatância indutiva é denominada de impedância (Z) do circuito:
Sendo pode-se fazer corresponder ao triângulo de tensão o triângulo de impedância:
Objetivo
Estudar o comportamento de um circuito RL série energizado por uma fonte de alimentação de tensão alternada.
Analisar a defasagem entre tensão e corrente no indutor.
Analisar o comportamento das tensões no resistor e no indutor.
Equipamento
1 indutor de 330μH;
1 resistor de 47 Ω;
1 placa para ensaios de circuitos elétricos;
1 multímetro digital;
1 gerador de funções;
1 osciloscópio duplo traço;
2 cabos de ligação pino banana preto e vermelho;
1 conjunto de conectores.
Procedimento Experimental
	Podemos observar a montagem dos equipamentos para inicio do experimento
	
Foi montada a placa de circuitos elétricos o indutor em série com o resistor.
Utilizamos o multímetro paramedir a indutância L do indutor e a resistência R do resistor.
Medimos também a equivalência do circuito, individual a corrente equivalente do circuito as tensões de pico, a diferença de fase e período utilizando o osciloscópio.
Dados Experimentais e Análise
	VALOR DO FORNECEDOR
	VALOR MEDIDO
	Indutor (L)
	330 μH
	330μH
	Resistor (R)
	47 Ω
	46,4 Ω
Segue resultados medido de tensão e corrente
	Tensão equivalente do circuito
	380,1 mV
	Tensão do Indutor
	227,5 mV
	Tensão do Resistor
	271,1 mV
Abaixo seguem os valores medidos no osciloscópio de tensão de pico, lembrando que a frequência é de 20000 Hz.
	Tensão de pico no Resistor (VRp)
	Período (T)
	772,2 mV
	50 μs
E por último, os valores da diferença de fase e período.
	Diferença de fase (ΔT)
	5,2 μs
Com os valores medidos de frequência (f) e indutância do indutor (L) iremos calcular a reatância indutiva (XL).
XL = 2 . π . f . L
XL = 2 . π . 20000 . 330 . 10-6 = 41,47 Ω
Usando os valores de resistência do resistor (R) e a reatância indutiva (XL) que acabamos de calcular, iremos determinar impedância (Z) do circuito.
Z = √ XL2 + R2
Z = √ (41,46)2 + (46,4)2 = 62,22 Ω
Para calcularmos a tensão VG (valor eficaz) iremos utilizar o valor medido da corrente (i) e a impedância (Z) do circuito.
VG = Z . i 
VG = 62,22 . 4,58 . 10-3 = 0,285 V
Utilizando o triangulo de fasores iremos determinar a diferença de fase (φ).
tg φ = XL / R = 41,46 / 46,4 = 0,894	φ = 41,80°
 Agora iremos usar os valores de ΔT e T medidos no osciloscópio para obtermos o valor medido do ângulo φ.
φ = (ΔT / T) . 360° 
φ = (5,2 / 50) . 360° 
φ = 37,44°
Comparando os valores obtidos para o ângulo φ teremos um erro experimental de:
e = (l 37,44 – 41,80 l / 41,80) . 100% = 10 %
Representação das senoídes em gráfico
Realizamos 
Conclusão 
trabalhou novamente com a dinâmica em sala, instigando o interesse e o aprendizado dos alunos. Tivemos a oportunidade de analisar o comportamento das tensões no resistor e no indutor, além disso todas as medições e cálculos feitos ficaram dentro do esperado e principalmente dentro da margem de tolerância, e mais especificamente sobre o ângulo φ, podemos ver que o erro experimental foi de 10%, dentro do limite tolerado