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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA elétrica DISCIPLINA de análise de circuitos elétricos – fundamentos da engenharia ANÁLISE DE CIRCUITOS ELÉTRICOS ALUNO: WELINTON GONÇALVES DA SILVA PROF: PRISCILA BOLZAN, VIVIANA ZURRO DOURADOS – MS 2018 RESUMO Essa atividade tem por objetivo colocar em prática os itens e estudos da disciplina de Análise de Circuitos Elétricos. Utilizando simulador on-line desenvolver circuitos, medindo tensões e correntes, e simular circuitos com resistores, capacitores e indutores. INTRODUÇÃO Nesta atividade iremos realizar experimentos contido na disciplina de análise de circuitos elétricos, trabalhar para compreender melhor como funciona na teórica e na prática os componentes, resistores, capacitores e indutores de uma forma mais ampla, também abordaremos um item que é utilizado muito em industrias, em sistemas de geração, transmissão e distribuição e até em sua residência o Transformador. EXPERIÊNCIA 1: DIVISOR DE TENSÃO Utilizando o Multisim Online, simular o circuito da Figura 1. Este circuito simula uma ligação em série de dois resistores com uma fonte de tensão alternada, a corrente é igual para os dois resistores. 1. Usando os dados da Tabela 1 simular o circuito para as três opções. 2. Colocar a ponta do canal 1 do osciloscópio na posição do terminal verde e a ponta do canal 2 no terminal azul. 3. Mostrar para as três opções as tensões de entrada e saída conforme exemplo da Figura 2 e verificar a defasagem angular entre a tensão de entrada e a tensão em R2. 4. Para melhor visualização colocar cores diferentes nos canais. 5. Preencher 𝑉𝑅2 (pico) na Tabela 1. 6. Explicar brevemente a defasagem entre as ondas justificando porque acontece isto. Tabela 1: Tensões (de pico) de entrada e saída para diferentes valores de resistências. V i [V] R1 [Ω] R2 [Ω] V R2 [V] 20 Primeiro dígito do RU *1000 Segundo dígito do RU * 100 - 0,7 30 Ultimo dígito do RU * 100 Penúltimo dígito do RU * 1000 9,03 40 Segundo dígito do RU * 150 Ultimo dígito do RU * 200 - 4,43 RU:1802763 Para 20: R1 = 1.1000 = 1[KΩ] R2 = 8.100 = 800[Ω] Para 30: R1 = 3.100 = 300[Ω] R2 = 6.1000 = 6[KΩ] Para 40: R1 = 8.150 = 1,2[KΩ] R2 = 3.200 = 600 [Ω] A defasagem entre as ondas ocorrem devido o diferencial de tensão que entra e que sai, e a diferença entre a resistência dos resistores. EXPERIÊNCIA 2: CIRCUITO RC SÉRIE Utilizando o MultisimLive, simular o circuito da Figura 3. Este circuito simula uma ligação em série de um resistor e um capacitor com uma fonte de tensão alternada, a corrente é igual para os dois elementos. 1. Usando os dados da Tabela 2 simular o circuito para a três opções. 2. Colocar a ponta do canal 1 do osciloscópio na posição do terminal verde e a ponta do canal 2 no terminal azul. 3. Mostrar para as três opções as tensões de entrada e saída conforme exemplo da Figura 4 e verificar a defasagem angular entre a tensão de entrada e a tensão em C. 4. Para melhor visualização colocar cores diferentes nos canais. 5. Preencher 𝑉𝐶 (pico) na Tabela 2. 6. Explicar brevemente a defasagem entre as ondas justificando porque acontece isto. Tabela 2: Tensões (de pico) de entrada e saída para diferentes valores dos elementos do circuito. V i [V] C1 [F] R1 [Ω] V c [V] 20 1 µ Primeiro dígito do RU * 1000 18,85 30 100 n Último dígito do RU * 10000 21,63 40 50 µ Terceiro dígito do RU * 100 22,85 RU:1802763 Para 20: R1 = 1.1000 R1 = 1KΩ Para 30: R1 = 3.10000 R1 = 30KΩ Para 40: R1 = 1.100 R1 = 100 Ω A defasagem entre as ondas ocorrem devido o diferencial de tensão que entra e que sai, a resistência do resistor, e a carga do capacitor, no primeiro experimento a defasagem entre as ondas é pequena devido que a tensão de entrada é próxima a tensão de saída. EXPERIÊNCIA 3: CIRCUITO RL SÉRIE 1. Usando os dados da Tabela 3 simular o circuito para a três opções. 2. Colocar a ponta do canal 1 do osciloscópio na posição do terminal verde e a ponta do canal 2 no terminal azul. 3. Mostrar para as três opções as tensões de entrada e saída conforme exemplo da Figura 6 e verificar a defasagem angular entre a tensão de entrada e a tensão em L. 4. Para melhor visualização colocar cores diferentes nos canais. 5. Preencher 𝑉𝐿 (pico) na Tabela 3. 6. Explicar brevemente a defasagem entre as ondas justificando porque acontece isto. Tabela 3: Tensões (de pico) de entrada e saída para diferentes valores dos elementos do circuito. V i [V] L1 [H] R1 [Ω] V c [V] 20 470 m Terceiro dígito do RU *250 8,50 30 1 Quarto dígito do RU *1000 4,97 40 56 m Quinto dígito do RU *50 2,71 RU:1802763 Para 20: R1 = 1.250 R1 = 250 Ω Para 30: R1 = 2.1000 R1 = 2 kΩ Para 40: R1 = 6.50 R1 = 300 Ω A defasagem entre as ondas ocorrem devido o diferencial de tensão que entra e que sai, a resistência do resistor no qual dissipa energia, e a carga do indutor que assim como o capacitor absorvem energia. EXPERIÊNCIA 4: TRANSFORMADOR Utilizando o Multisim Online, simular o circuito da Figura 7. Este circuito simula um circuito com transformador. Números de espiras do primário é igual a maior dígito do RU*1000 e números de espiras do secundário é igual a 5000. 1. Colocar a ponta do canal 1 do osciloscópio na posição do terminal verde e a ponta do canal 2 no terminal azul. Mostrar as tensões e correntes de entrada e saída conforme exemplo da Figura 8. 2. Medir a tensão do primário e do secundário e preencher a Tabela 4. 3. Verificar se a tensão do primário 𝑉𝑃 é maior ou menor do que a do secundário 𝑉𝑆 . Quantas vezes a tensão do primário é maior ou menor do que a do secundário? Porque? 4. Medir a corrente do primário e do secundário e preencher a Tabela 4. RU:1802763 Espiras do primário = 8.1000 = 8000. Espiras do secundário = 5000. V P [V] V S [V] I P [mA] I S [mA] 11,623 7,2644 -4,5402 7,2644 A tensão do primário é maior que a tensão do secundário. No gráfico apresentado temos por três vezes a tensão do primário maior que a tensão do secundário, temos que quanto maior tensão menor corrente, e quanto menor tensão maior corrente, teóricamente quando a tensão passa pelo trafo rebaixando á mesma sua corrente aumenta gradativamente. EXPERIÊNCIA 5: ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES Separe os seguintes capacitores e meça sua capacitância real, preenchendo a tabela a seguir. Tabela 9: Capacitores: código, capacitância nominal e medição com o multímetro. Capacitor (código no corpo do capacitor) Capacitância nominal Capacitância medida com o multímetro C1: 334 334 = 330 000 pF = 330 nF 287 nF C2: 683 683 = 68 000 pF = 68 nF 56,2 nF C3: 224 224 = 220 000 pF = 220 nF 197,6 nF C4: 104 104 = 100 000 pF = 100 nF 91,6 nF C5: 333 333 = 33 000 pF = 33 nF 27,7 nF Para o seguinte circuito calcule Ceq usando os valores nominais, demonstre os passos utilizados no relatório. Monte o circuito no protoboard e meça o valor total da associação de capacitores. Valor total = 37,2 nF Compare o valor medido com o valor calculado. Valor calculado = 40,11 nF Valor medido = 37,2 nF Justifique no relatório a diferença entre valores medidos e calculados. A diferença é devido a capacitância, no cálculo utilizamos a nominal. O multímetro pode não ser tão preciso e os capacitores terem pequenas percas de capacitância. EXPERIÊNCIA 6: ASSOCIAÇÃO DE INDUTORES Separe os seguintes indutores e meça sua indutância real, preenchendo a tabela aseguir. Tabela 10: Indutores: código, indutância nominal e medição com o multímetro. Indutância nominal Código de cores Indutância medida com o multímetro L1 = 100 µH Marrom, preto, marrom e prata 97µH L2 = 1 µH Marrom, preto, dourado e prata Muito baixo para a escala L3 = 47 µH Amarelo, violeta, dourado e prata 48µH L4 = 4,7 µH Amarelo, violeta, preto e prata Muito baixo para a escala Para o seguinte circuito calcule Leq usando os valores nominais, demonstre os passos utilizados no relatório. Monte o circuito no protoboard e meça o valor total da associação de indutores. Compare o valor medido com o valor calculado. O valor medido foi de 33µH, e o valor calculado foi de 37,67µH. Justifique no relatório a diferença entre valores medidos e calculados. A diferença fica pelo fato de que os componentes não são de precisão. CONCLUSÃO Nesta atividade prática vimos os circuitos elétricos de uma maneira mais ampla e ficou bem mais claro nas primeiras atividades, as diferenças de tensão e corrente após passar por um transformador. Falou-se muito de resistores, capacitores e indutores foi possível observar que os resistores consumem energia, os capacitores armazenam e os indutores armazenam e distribuem. Os capacitores e indutores são bem parecidos em suas funções, houve um pouco de dificuldade em realizar as medições com multímetro dos componentes eletrônicos principalmente nos circuitos, mas a parte interessante é que na eletrônica é necessário mais precisão para atingir o mais próximo possível. BIBLIOGRAFIA https://www.multisim.com/ Aulas teóricas uninter.
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