Roteiro circuitos RLC 1

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Campus São José do Rio Pardo 
Curso: Engenharia – 3 e 4º. Semestres 
Disciplina: Complementos de Física (lab.) 
Prof. Msc. Cezar Carvalho de Arruda 
Experimento 1 – Circuitos RC, RL e RLC 
 
 
 
Grupo: Data: 
 
INSTRUÇÕES 
1. Uso de jaleco obrigatório dentro do laboratório. 
2. Leia atentamente o roteiro da prática. 
3. Preserve a integridade dos equipamentos do laboratório. 
4. Quando houver periculosidade no experimento (choque e fogo) atenção redobrada. 
 
CONTEUDO 
 
 
1 INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
1.1 Circuitos RL em série 
Em circuitos RL pode-se determinar uma impedância que é a mistura da 
parte real (resistor) com a parte imaginária (indutor). O indutor gera uma 
oposição à passagem de corrente elétrica, essa oposição é conhecida como 
reatância indutiva, e está diretamente ligado ao valor do indutor e a frequência 
que este indutor está submetido, podendo ser calculado pela equação abaixo. 
 
 
 
O circuito da figura 1.1 ilustra um circuito RL e a associação da 
resistência com a reatância indutiva gera uma impedância no circuito, no qual 
pode ser determinada pela equação abaixo. 
 
 
Figura 1.1 – Circuito RL. 
 
 
 
O diagrama de impedância do circuito pode ser visualizado na figura 1.2. 
 
 
Figura 1.2 – Diagrama de impedância do circuito. 
 
Dividindo a tensão da fonte do circuito pela impedância pode-se 
determinar a corrente do circuito, e multiplicando a resistência ou a reatância 
indutiva pela corrente pode-se determinar a tensão em cada componente e a 
soma fasorial das tensões em cada componente determina-se a tensão da 
fonte, conforme o diagrama de fase da figura 1.3. 
 
 
Figura 1.3 – Diagrama de fase. 
 
 
1.2 Circuitos RC em série 
 
Em circuitos RC pode-se determinar uma impedância que é a mistura da 
parte real (resistor) com a parte imaginária (capacitor). O capacitor gera uma 
oposição à passagem de corrente elétrica, essa oposição é conhecida como 
reatância capacitiva, e está diretamente ligado ao valor do capacitor e a 
frequência que este capacitor está submetido, podendo ser calculado pela 
equação abaixo. 
 
 
 
O circuito da figura 1.4 ilustra um circuito RC e a associação da 
resistência com a reatância capacitiva gera uma impedância no circuito, no 
qual pode ser determinada pela equação abaixo. 
 
 
Figura 1.4 – Circuito RC. 
 
 
 
O diagrama de impedância do circuito pode ser visualizado na figura 1.5. 
 
 
Figura 1.5 – Diagrama de impedância do circuito RC. 
 
Dividindo a tensão da fonte do circuito pela impedância pode-se 
determinar a corrente do circuito, e multiplicando a resistência ou a reatância 
capacitiva pela corrente pode-se determinar a tensão em cada componente e a 
soma fasorial das tensões em cada componente determina-se a tensão da 
fonte, conforme o diagrama de fase da figura 1.6. 
 
 
Figura 1.6 – Diagrama de fases de um circuito RC. 
 
1.3 Circuitos RLC em série 
 
O circuito da figura 1.7 ilustra um circuito RLC série, neste tipo de 
circuito pode-se verificar que a corrente será a mesma em todos os 
componentes do circuito, no entanto a queda tensão em cada componente 
poderá ser calculada pela equação abaixo. 
 
 
Figura 1.7 – Circuito RLC série. 
 
 
 
Como foi visto no experimento anterior, o indutor e o capacitor geram 
uma diferença de fase no circuito e a soma fasorial das tensões da equação 
acima terá que ser sempre o valor da tensão da fonte, a figura 1.8 ilustra o 
diagrama de fases das tensões e da corrente no circuito RLC série indutivo. 
 
 
Figura 1.8 – Diagrama de fases de um circuito RLC série indutivo. 
 
A tensão total poderá ser calculada pela equação abaixo e o ângulo de 
defasagem poderá ser determinado pela equação posterior. 
 
 
 
 
 
Quando o circuito for RLC série for capacitivo, quer dizer que o valor de 
XC é maior que o XL o diagrama de fases será representado pela figura 1.9. 
 
 
Figura 1.9 – Circuito RLC série capacitivo. 
 
A tensão total poderá ser calculada pela equação abaixo e o ângulo de 
defasagem poderá ser determinado pela equação posterior. 
 
 
 
 
 
 
2 MATERIAIS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
- 1 Osciloscópio 20 MHz - 2 canais; 
- 1 Multímetro Digital; 
- Fios com bornes; 
- 1Capacitor de 0,47µF; 
- 1Indutor de 2mH; 
- 1Resistor de 100Ω 
- Suporte em acrílico com 4 bornes; 
- Gerador de áudio/ funções; 
 
 
 
 
Parte prática: 
 
O experimento de circuitos elétricos é divido em duas partes, na primeira 
parte serão feitas as medidas utilizando o osciloscópio, e na segunda serão 
feitas medidas utilizando o multímetro. Para a primeira parte é necessário a 
montagem dos circuitos descritas a seguir, assim como, o preenchimento das 
tabelas anexas a este roteiro. 
 
Parte I 
 
Montagem dos circuitos: 
 
RC: No circuito didático o circuito deve-se colocar em curto o indutor, 
ligar a fonte alternada e posteriormente ajustar o osciloscópio para as medidas 
de frequência e tensão. 
 
RL: No circuito didático o circuito deve-se colocar em curto o capacitor e 
depois segue-se o procedimento do circuito RC. 
 
RLC: Liga- se o circuito didático na fonte alternada e depois segue-se o 
procedimento do circuito RC. 
 
 
Medidas: 
 
RC: Com 5 valores de frequência (não mudar a escala da fonte) diferentes 
anotam-se os valores de tensão no resistor e no capacitor. 
 
 
 
Tabela das medidas RC: 
f UR UC 
 
 
 
 
 
 
 
 
RL: Com 5 valores de frequência (não mudar a escala da fonte) diferentes 
anotam-se os valores de tensão no resistor e no indutor. 
 
Tabela das medidas RL: 
f UR UC 
 
 
 
 
 
 
 
RLC: 
Com 5 valores de frequência (não mudar a escala da fonte) diferentes anotam-
se os valores de tensão no resistor e a soma das tensões entre o capacitor e o 
indutor. 
 
Tabela das medidas RLC: 
f UR UC 
 
 
 
 
 
 
 
Parte II 
 
 Com os mesmos circuitos da parte I meça, agora utilizando um 
multímetro, os valores de tensão no resistor e no capacitor (RC), no resistor e 
no indutor (RL) e no resistor e na soma capacitor-indutor (RLC). Utilize nessas 
medidas os mesmos valores de frequência que forma feitas na parte I. 
 
Tabela das medidas RC: 
f UR UC 
 
 
 
 
 
 
Tabela das medidas RL: 
f UR UC 
 
 
 
 
 
 
Tabela das medidas RLC: 
f UR UC 
 
 
 
 
 
 
 
1) Faça os gráficos em papel milimetrado (e também utilizando o excell) 
da frequência pela reatância capacitiva e indutiva. 
 
2) Compare os valores da capacitância e da indutância obtidos pelos 
gráficos com os valores marcados no conjunto didático. 
 
3) Calcule os valores das correntes e das tensões eficazes para todos 
os circuitos, utilizando os valores obtidos na parte I do experimento. 
 
4) Compare os valores obtidos das correntes e das tensões eficazes 
com aqueles medidos nos multímetros na parte II.