Relatório Eletrotécnica 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
	
	
RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE ELETROTÉCNICA
LUIS BANDEIRA ALVES NETO (384995)
GUSTAVO HENRIQUE DE SOUZA HOLANDA (378534)
PROFESSOR: HENRIQUE ANTUNES CUNHA JUNIOR
TURMA: 20 DATA: 14/09/2016
Fortaleza - Ceará
2017
RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE ELETROTÉCNICA
AULA 1:
Conhecimento e Familiarização dos Painéis e Bancadas
Relatório da primeira aula do laboratório de eletrotécnica ministrado ao curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Ceará.
Orientador: Prof. Dr. Henrique Antunes Cunha Junior
Fortaleza – Ceará 
2017
ÍNDICE
1	INTRODUÇÃO.............................................................................................................
 1.1 Circuito de Corrente Alternada..................................................................4
 1.2 Instrumentos de Medição Utilizados..........................................................5
 1.3 O Transformador........................................................................................6
2	MATERIAL.................................................................................................................7
3 	OBJETIVO...................................................................................................................8
4 	PROCEDIMENTO......................................................................................................6
5 	QUESTIONÁRIO........................................................................................................9
6 	CONCLUSÃO.............................................................................................................1
7 	BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................1
1	INTRODUÇÃO
1.1 Circuito de Corrente Alternada
Uma tensão é chamada de contínua ou constante quando o seu valor não se altera com o tempo. No caso das correntes alternadas, temos uma tensão cujo valor varia ao longo do tempo com diferentes comportamentos, podendo seguir um padrão senoidal, quadrado, triangular, pulsante, etc.
Para efeito de aula prática do laboratório de eletrotécnica, estudamos a alternância senoidal, visto que é a forma na qual as fontes geradoras transformam algum outro tipo de energia em energia elétrica, sendo elas as que abastecem as fábricas e as residências.
A tensão da corrente alternada estudada pode ser matematicamente representada pela equação senoidal:
Onde Vm é o valor máximo da tensão, ω é a frequência angular e θ é o ângulo de fase inicial. 
Figura 1.1 – Gráfico da tensão de uma corrente alternada
1.2 Instrumentos de medição utilizados
Se um sistema elétrico é capaz de indicar que há passagem de corrente elétrica, recebe o nome de galvanômetro, e são importantes por indicar se há, ou não, corrente elétrica em lugares que possam apresentar risco. Porém, se o sistema possuir habilidade de medir a corrente elétrica na qual encontra-se inserido, o instrumento passa a ser chamado de amperímetro. Para que um amperímetro consiga realizar a leitura da corrente elétrica, é preciso que o ele seja associado em série com o circuito (quando dois resistores são associados em série, ambos recebem a mesma amperagem). Além disso, para as devidas medições, deve ser levado em conta a resistência interna que os amperímetros possuem. Um amperímetro ideal tem resistência nula.
Figura 1.2 – Funcionamento do Amperímetro
O voltímetro é um instrumento utilizado para medir a diferença de potencial, ou tensão, entre dois pontos de um circuito elétrico. Para isso, é necessário que se associe o voltímetro em paralelo com a parte em que se queira medir. Tendo em vista que um resistor produz uma diferença de potencial entre suas extremidades, há diversas tensões diferentes em um sistema elétrico, por isso há necessidade de conhecer bem os fundamentos dos circuitos elétricos.
Num comportamento análogo ao do amperímetro, se considerarmos a resistência do voltímetro, podemos perceber que sua ligação acarretaria em divisão da corrente elétrica, ou seja, ineficácia na medição das tensões. Por causa disso, o voltímetro ideal apresenta uma resistência infinita, de forma que a corrente desviada do circuito seria nula.
Figura 1.3 – Funcionamento do voltímetro
1.3 O Transformador
O transformador é um aparelho estaticamente transportador de energia elétrica, através de uma indução eletromagnética, da entrada (primário) para a saída (secundário). Dessa forma, o transformador consegue alterar os valores de tensão e de corrente, porém a potência (idealmente) e a frequência permanecem constantes. 
Figura 1.4 – Funcionamento de um Transformador
A relação de transformação (a) de um transformador é definida a partir da razão entre as tensões do primário e do secundário (V), bem como a razão entre o número de espiras (N) deles. Se possuirmos um transformador com relação de transformação menor que um (a < 1), o transformador é um rebaixador de tensão. Se possuirmos um transformador com relação de transformação maior que um (a>1), significa que o transformador é um elevador de tensão
Para esta aula prática, ainda, utilizamos o transformador VARIVOLT, que possui um meio de alterar as tensões de forma que ela possa ser escolhida de acordo com a tensão desejada.
Figura 1.5 – Funcionamento de um Varivolt
2	MATERIAL
O laboratório possui quatro bancadas disponíveis para essa prática;
Cada bancada possui uma tomada monofásica, uma saída trifásica 191Vca de linha e uma saída trifásica de 380Vca de linha;
A saída trifásica de 191Vca é alimentada por um transformador trifásico que é ligado através de um disjuntor trifásico no seu primário;
A saída trifásica de 380Vca é alimentada diretamente pela concessionária local (COELCE). E suas fases podem ser utilizadas individualmente através do acionamento de disjuntores monofásicos;
Cada bancada comporta no máximo dois painéis de montagem;
Multímetro
Alicate volt-amperímetro
Transformador VARIVOLT
3	OBJETIVOS
Conhecer as bancadas, painéis, alguns componentes elétricos e aparelhos de medição;
Familiarização com a elaboração e medição de circuitos elétricos.
4	PROCEDIMENTO
4.1 - Utilizando um multímetro, ou alicate volt-amperímetro, meça a tensão nos bornes da saída trifásica de 380Vca (Figura 1.1) 
 e preencha a Tabela 1.1
	
	Tensão (V)
	Neutro-Fase A
	216
	Neutro-Fase B
	215
	Neutro-Fase C
	212
	Fase A-Fase B
	376
	Fase A-Fase C
	375
	Fase B-Fase C
	371
Figura 1.1
Tabela 1.1
4.2- Alimente o transformador do painel A (Figura 1.2) com 220Vca da bancada e meça a tensão nos bornes do seu secundário utilizando o voltímetro do painel A. Meça, também, a tensão no primário desse mesmo transformador utilizando um voltímetro do painel e preencha a Tabela 1.2. Obs.: Bp – bobina do enrolamento primário, Bs – bobina do enrolamento secundário.
	
	Tensão (V)
	Primário
	217
	Secundário
	11,0
	6
Figura 1.2
Tabela 1.2
4.3- Desconecte o transformador do painel A e, utilizando o multímetro ou alicate volt- amperímetro, faça o teste de continuidade entre os terminais dos enrolamentos primário e secundário e entre dois terminais (um do primário e outro do secundário do transformador). Anote os resultados.
Resultados: Primário: 83,8 Ω
 
 Secundário: 0,07 Ω
4.4- Utilizando o multímetro ou alicate volt-amperímetro, faça, agora no Varivolt, o teste de continuidade entre os terminais dos enrolamentos primário e secundário e entre dois terminais (um do primário e outro do secundário do varivolt). Anote os resultados. 
Resultados:Primário: 4,3 Ω
 Secundário: 2,3 Ω
 Entre os terminais: 4,8Ω
4.5- Monte o circuito da Figura 1.3 ajustando o varivolt para 10Vca na sua saída e preencha a Tabela 1.3.
Figura 1.3
Tabela 1.3
	
	Tensão (V)
	Corrente (A)
	Primário
	216
	0,11
	Secundário
	10
	0,75
4.6- Escolha uma lâmpada qualquer (60W, 100W, 150W ou 200W), monte o circuito da Figura 1.4 e meça a corrente utilizando tanto o alicate volt-amperímetro quanto o amperímetro do painel A. Preencha a Tabela 1.4.
Informe a lâmpada escolhida: 150W	.
Figura 1.4
Tabela 1.4
	
	Corrente (A)
	Alicate Volt-amperímetro
	0,62
	Amperímetro do painel A
	0,67
4.7- Utilizando a mesma lâmpada escolhida no item anterior e o wattímetro do painel B, monte o circuito da Figura 1.5 e anote a indicação do wattímetro.
Informe a lâmpada escolhida: 70W	.
Figura 1.5
Potência da lâmpada escolhida: 70W	; Potência indicada pelo wattímetro:. 68W
5	QUESTIONÁRIO
Com relação ao item “3.2”, qual voltímetro, do painel A, foi usado para medir a tensão no secundário do transformador e qual voltímetro foi usado para medir a tensão no primário do transformador? Por quê?
R: O voltímetro utilizado no primário deve ser o de 250Vca, pois a tensão dele é próxima de 220 Vca, logo, a medição é mais precisa. Já no secundário, como sabemos que a tensão é bem rebaixada pelo transformador, utilizamos o voltímetro de 15Vca.
Ainda com relação ao item “3.2”, o que aconteceria se a fase e o neutro fossem comutados entre os bornes de primário do transformador? Podemos ligar a fase e o neutro no secundário desse transformador? Explique. E se energizássemos o secundário desse transformador nos seus bornes externos (“0V-12V”) com uma tensão de 12Vca, que tensão teríamos no primário do transformador?
R: Caso a fase e o neutro sejam comutados entre os bornes de primário, o valor da tensão fica próximo do valor fornecido pela fase da bancada, sem alterações. No entanto, a comutação não pode ser feita nos secundários, pois ele é um rebaixador que transforma 220Vca da entrada em 6Vca ou 12Vca, assim, a tensão máxima na saída é 12Vca.
Com os resultados da Tabela 1.3 encontre a relação de transformação do varivolt para a situação do item “3.5”.
R: Utilizando a relação entre Tensão e Bobinas, é possível obter a relação de transformação do varivolt. Na tabela 1.3, temos:
	
	Tensão (V)
	Corrente (A)
	Primário
	216
	0,11
	Secundário
	10
	0,75
		
Qual a potência da lâmpada escolhida no item “3.7”? A leitura do wattímetro confere com o valor nominal de potência da lâmpada? O que aconteceria se a ligação da bobina de corrente ou a bobina de tensão, do wattímetro, fosse invertida, e escreva o que foi entendido por você(s)
R: A lâmpada escolhida pelo grupo foi uma lâmpada de potência igual a 70W. A potência encontrada a partir do wattímetro foi bastante próxima da potência da lâmpada: 68W.
Caso a corrente ou bobina de tensão fosse invertida, a deflexão da bobina será realizada feita ao contrário, por isso, geralmente se inverte a bobina apenas quando queremos medir cargas capacitivas, que tem a deflexão para traz. No caso da lâmpada, como é resistora, não há necessidade de inversão.
6	CONCLUSÃO
	Conclui-se que a prática foi essencial para que tivéssemos o entendimento dos processos laboratoriais, tendo a observar os materias de necessidade para a criação de circuitos e as consequências das possíveies ligações para o resultado como um todo. Foi apresentada apenas uma introdução sobre o conceito de circuito, na qual devem-se ressaltar a importância do aprendizado sobre as possíveis configurações entre as portas de conexão e a utilidade do transformador que mostra o aumento ou a redução da voltagem de acordo com o número de bobinas relacionadas aos terminais (corrente se altera a partir da alterção da voltagem).
7	BIBLIOGRAFIA
Circuito de corrente alternada:
http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/12-CircuitosdeCorrenteAlternada-I.pdf 
Acessado 19/09/2017
Instrumentos de medição de circuito:
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/medidores-em-
circuitos.html
Acessado 19/09/2017
Transformadores: 
http://professor.ufop.br/sites/default/files/tonidandel/files/roteiro_transformadores-parte1a_0.pdf
Acessado 19/09/2017