Relatório 1 Circuitos RLC

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Universidade Federal do Recôncavo da Bahia – UFRB
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas - CETEC
Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas
CIRCUITO RLC
CRUZ DAS ALMAS – BA
2017
Ednólia Bonfim Oliveira
João Ribeiro de Araújo Neto
Laurentino Ferreira Pimentel Júnior
Taylane Oliveira Santos
CIRCUITO RLC
Relatório do experimento Circuito RLC à disciplina Física Geral e Experimental IV turma P01, sob a orientação do Prof. Jilvan Lemos de Melo, no curso de Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas como requisito de avaliação.
CRUZ DAS ALMAS – BA
2017
SUMÁRIO
1.Introdução...........................................................................................................
2. Objetivo.............................................................................................................. 3.Fundamentação Teórica.................................................................................04
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3.1 Indutância..............................................................................................
3.2 Diagrama de fasores..........................................................................
4.Materiais Utilizados...........................................................................................
5. Procedimento Experimental...............................................................................
5.1 Parte 1: Determinação da induntância.................................................
5.2 Parte 2: Diagrama de fasores...........................................................
6.Resultados.....................................................................................................
6.1 Determinação da induntância (L)........................................................
6.2 Diagrama de fasores..........................................................................
5.Conclusão...........................................................................................................
6.Referências.........................................................................................................
INTRODUÇÃO
 	Os circuitos elétricos oscilantes estão em constante presença em nosso cotidiano, sendo talvez exemplo mais presente, o fato de que corresponde ao que ocorre na prática na distribuição de tensão à população. Neste experimento estudaremos alguns princípios básicos de circuitos que se aproximam ao que ocorre no exemplo citado acima, em que geradores oscilantes fornecem tensões senoidais ou cossenoidais numa certa freqüência, fazendo análises qualitativas e quantitativas da resposta dos circuitos à determinadas frequências. Em particular, estudaremos a ressonância num circuito RLC em série em regime permanente senoidal, o qual tem grande aplicação na recepção de sinais de TV ou rádio por exemplo.
OBJETIVO
Estudar o comportamento de um circuito RLC em série, em função da
Frequência de tensão aplicada, no que se refere a:
Tensão em cada elemento do circuito;
Impedância, reatância indutiva e capacitiva;
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O circuito RLC possui três componentes básicos, o resistor com uma resistência (R), o capacitor com uma capacitância (C) e o indutor com uma indutância (L). Nesse experimento todos esses elementos estavam em série. 
3.1- Indutância
Indutância: propriedade de um circuito elétrico ou de dois circuitos vizinhos, que faz com que uma força eletromotriz seja gerada pelo processo de indução eletromagnética.
Com base na lei de Ohm, que nos diz: a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o percorre. Obtém-se a corrente eficaz do circuito. 
Utilizando a lei de Ohm , a equação da reatância indutiva e pôr fim a equação , consegue-se obter a indutância.
3.2 - Diagrama de fasores
Se analisarmos o diagrama fasorial descrito pela Figura 1, perceberemos que a corrente I está em fase com VR, está adiantada de 90º em relação a VC e atrasada de 90º em relação a VL.
Figura 1 – Diagrama Fasorial Circuito RLC
	
Fórmulas usados para obter os resultados do diagrama de fasores:
(Frequência angular),
 (Corrente máxima),
(Impedância do circuito),
(Reatância indutiva),
(Reatância capacitiva),
 (Amplitude de tensão resistiva),
(Amplitude de tensão indutiva),
(Amplitude de tensão capacitiva),
(Ângulo de fase). 
MATERIAIS UTILIZADOS
Osciloscópio de dois canais com pontas de prova;
Gerador de sinais e cabo de conexão;
Resistor de 10 kΩ;
Capacitor de 0,47 μF;
Indutor de 600 espiras;
Protocolar e fios de conexão;
Multímetro com cabos com opção de medir corrente alternada.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
5.1 -Parte 1: Determinação da indutância
Inicialmente, ao ligar o gerador de sinais e adaptar a ponta de prova a saída “OUT”, regulamos a frequência do gerador para 50Hz. 
Após a montagem do circuito 1 em série abaixo, onde contém o resistor e o indutor, conectamos as saídas do osciloscópio em paralelo com o resistor e no indutor, como é mostrado no circuito, para que pudéssemos verificar a tensão gerada em função do tempo.
Feito isso, a frequência foi variada até que a tensão no resistor atingisse seu valor máximo.
5.2 - Parte 2: Diagrama de fasores
Após a remontagem do circuito, acrescentando agora um capacitor, esse foi conectado ao osciloscópio como mostrado no circuito 2 abaixo, onde nele o formato de onda senoidal foi ajustado. Primeiro conectamos o “GND” no ponto A, entre o capacitor e o indutor, e variamos a frequência de tal forma que foi possível verificar as tensões no indutor e no capacitor e assim determinar a frequência natural. Depois, foi escolhido duas frequências de tal forma que a primeira fosse menor que a frequência natural, e a segunda maior. Com essas frequências medimos os valores máximos de tensão da fonte, no resistor, no indutor e no capacitor. 
Conectando agora o “GND” no ponto B, entre a fonte e o resistor, foi possível verificar as tensões em cima do resistor e a da fonte. Com isso também foi verificado o período e a diferença de fase da onda gerada.
Resultados e Discussões
6.1 -Determinação da Indutância (L)
Com os cálculos obtidos na folha de dados:
	Bobina com 600 espiras
	VRmáx
	10 V
	VRrms
	7,071 V
	VLmáx
	1,88 mV
	VLrms
	1,33 mV
	T
	0,02 s
	f
	50 Hz
	L
	6 µH
Cálculo da Indutância (L)
Corrente máxima (I)
Reatância indutiva (XL)
Indutância (L)
6.2 - Diagrama de Fasores
	
	f1=40 Hz
	fn=50 Hz
	f2=60 Hz
	VCmáx
	0,843 V
	0,06722 V
	0,563 V
	VLmáx
	1,5 mV
	1,88xV
	2,25 mV
	VRmáx
	9,96 V
	10 V
	9,98 V
	Vmáx
	10 V
	10 V
	10 V
	∆t
	0,019s
	0,0012s
	0,0082s
	T
	0,025 s
	0,020 s
	0,016
	Øexp
	-4,83º
	- 0,377º
	- 3,22º
Diagrama de fasor
	
	f1=40 Hz
	fn=50 Hz
	f2=60 Hz
	Impedância
	10035,60 Ω
	10000,23 Ω
	10015,78 Ω
Com esses dados percebemos que esse circuito se trata de um circuito capacitivo porque a reatância capacitiva ser maior que a reatância indutiva (Xc > XL) e o ângulo de fase (Ø) está em negativo.
Conclusão
A realização desse experimento pode-se se concluir que o osciloscópio é um instrumento que pode ser utilizado para medição de voltagem em função, para voltagem alternada, gerando ondas que podem ser quadráticas, senoidais, etc. Apesar de não coletarmos os dados do osciloscópio, esse instrumento é de suma importância para o desenvolvimento de cálculos e funções em correntes alternadas.
Com isso, notamos que o experimento foi de grande importância, pois a voltagem senoidal que gera a corrente alternada, é o tipo de corrente utilizada para geração de energia elétrica, portanto, fazendo um bom uso do osciloscópio, pode-se determinar parâmetros importantes de uma onda, como o período, a freqüência,a voltagem (de pico, pico a pico, rms), reatâncias e impedância, parâmetros estes necessários para o bom funcionamento de aparelhos eletrônicos utilizados em nosso cotidiano.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Markus, Otávio. Circuitos elétricos – São Paulo : Editora Érica, 2001.
HALLIDAY. Fundamentos de Física.
YOUNG and FREEDMAN, eletromagnetismo.