Atividade prática circuitos elétricos

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
DISCIPLINA DE ANÁLISE DE CIRCUITOS 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS 
 
 
 
 
FRANCISCO RENATO HOLANDA DE ABREU 
RU: 1800879 
PAP – FORTALEZA-CE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORTALEZA - CE 
2018 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
RESUMO ................................................................................................................................... 3 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 3 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................ 3 
1.2 OBJETIVO GERAL .................................................................................................. 4 
1.2.1 OBJETIVO EXPERIMENTO 01 – SENOIDES E FASORES ...................... 4 
1.2.2 OBJETIVO EXPERIMENTO 02 – ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES .. 4 
1.2.3 OBJETIVO EXPERIMENTO 03 – FILTROS PASSIVOS ........................... 4 
2 ATIVIDADES PRÁTICAS .............................................................................................. 5 
2.1 EXPERIMENTO 01 – SENOIDES E FASORES ................................................... 5 
2.1.1 DIVISOR DE TENSÃO ..................................................................................... 5 
2.1.2 CIRCUITO RC SÉRIE ...................................................................................... 5 
2.1.3 CIRCUITO RL SÉRIE ...................................................................................... 6 
2.1.4 TRANSFORMADOR ......................................................................................... 7 
2.2 EXPERIMENTO 02 – ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES E INDUTORES .. 8 
2.2.1 ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES ............................................................... 8 
2.2.2 ASSOCIAÇÃO DE INDUTORES .................................................................... 9 
3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ..................................................................14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
 
 
Calcular e medir sinais senoidais e simular circuitos com resistores, capacitores e indutores. 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
Análise de Circuitos é o estudo da passagem da corrente elétrica pelos elementos que 
compõem um circuito elétrico. 
 
 
 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
 
Enquanto resistores dissipam energia, os capacitores e indutores armazenam energia que pode 
ser posteriormente recuperada. Portanto são chamados elementos armazenadores. O 
comportamento destes componentes em corrente contínua é diferente do comportamento em 
corrente alternada ou variável. Em contínua o capacitor carrega-se com tensão e o indutor 
com corrente, e se mantém carregados a menos que sejam forçados a descarregar. Com sinais 
variáveis, seu comportamento depende da frequência e da forma de onda do sinal. São 
dispositivos dependentes de frequência. 
 
Os capacitores, assim como os resistores, podem ser associados em série, paralelo ou misto. 
Como são elementos de circuito elétrico que tem como principal função o armazenamento de 
cargas elétricas, essas associações têm como objetivo obter a capacitância desejada. 
 
O indutor (também chamado de bobina ou solenoide) é um elemento passivo que armazena 
corrente num campo magnético. De maneira geral, um indutor é composto por um fio 
condutor enrolado em forma de espiral. Cada volta da bobina é chamada de espira e a 
quantidade de espiras influencia diretamente na intensidade do campo magnético gerado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2 OBJETIVO GERAL 
 
 Fazer uma análise completa dos circuitos em todas as composições. 
 
 
1.2.1 OBJETIVO EXPERIMENTO 01 – SENOIDES E FASORES 
 
 Calcular e medir sinais senoidais e simular circuitos com resistores, capacitores e 
indutores. 
 
 
1.2.2 OBJETIVO EXPERIMENTO 02 – ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES 
 
 Os resistores usados na maioria das montagens comuns têm uma tolerância de 20%. 
Isso significa que, na falta de um valor original, dependendo da função é possível 
experimentar um valor próximo. Entretanto, se os resistores recomendados no projeto 
forem de pequena tolerância, 5% ou menos, o leitor deve partir para outros tipos de 
soluções. 
 Uma delas consiste na associação de resistores de outros valores. Por exemplo, se 
não encontro um resistor de 150 ohms para uma aplicação, posso associar em série um 
de 100 ohms com um de 47 ohms, obtendo com boa precisão o valor desejado. O 
problema está apenas no espaço disponível na montagem, já que teremos de colocar 
dois resistores onde havia apenas um. 
 Os capacitores, assim como os resistores, podem ser associados em série, paralelo ou 
misto. Esses são elementos de circuito elétrico que tem como principal função o 
armazenamento de cargas elétricas. Essas associações têm como objetivo obter a 
capacitância desejada. Assim esse experimento tem como objetivo principal calcular a 
capacitância e a indutância em diversas associações. 
 
 
1.2.3 OBJETIVO EXPERIMENTO 03 – FILTROS PASSIVOS 
 
 
 O filtro é um circuito que permite a passagem de sinais apenas em determinadas 
frequências. 
 
 Ele pode ser classificado em: 
- Filtro Passa-Baixas (F.P.B.) 
- Filtro Passa-Altas (F.P.A.) 
- Filtro Passa-Faixa (F.P.F.) 
- Filtro Rejeita-Faixa (F.R.F.) 
 
 Os filtros são considerados passivos quando são formados apenas por dispositivos 
passivos, como resistores, capacitores e indutores. Outra característica dos filtros 
passivos é o fato de o ganho de tensão ser sempre menor ou igual a 1 (ou 0db), já que 
não possuem nenhum dispositivo ativo capaz de amplificar os sinais. 
 
 O objetivo desse experimento é montar e avaliar um filtro passa baixa com capacitor. 
2 ATIVIDADES PRÁTICAS 
 
 
Informações e resultados foram alcançados após execução dos procedimentos experimentais 
disponibilizados no ambiente virtual AVA com utilização do Multsim Blue. Veja os mesmos 
organizados abaixo por experimento: 
 
 
 
2.1 EXPERIMENTO 01 – SENOIDES E FASORES 
 
 
2.1.1 DIVISOR DE TENSÃO 
 
 
Procedimento Experimental: 
 
Utilizando o Multisim Blue (laboratório virtual), simular o circuito com uma 
ligação em série de dois resistores e com um a fonte de tensão alternada, a corrente é 
igual para os dois resistores. Foi usado como referência os valores que estão ao lado 
das imagens, simulando três opções de circuitos. E com o resultado encontrado, 
preenchido a lacuna de VR2[V]. 
 
 
Análises, Resultados e Conclusão: 
 
As formas de onda estão em fase uma com a outra, mostrando assim que um 
circuito puramente resistivo não provoca desfasamento angular. 
 
Vi[V] R1[ohms] R2[ohms] Vr2[V] 
20 1000 800 8,3 
30 900 7000 26,2 
40 1200 1800 23,8 
 
 
 
 
2.1.2 CIRCUITO RC SÉRIE 
 
 
Procedimento Experimental: 
 
Utilizando o Multisim Blue (laboratório virtual), simular o circuito com uma 
ligação em série de um resistor e um capacitor com um a fonte de tensão alternada. Foi 
usado como referência os valores que estão ao lado das imagens, simulando três 
opções de circuitos. E com o resultado encontrado, preenchido a lacuna de Vc[V]. 
 
 
 
Análises, Resultados e Conclusão: 
 
Observa-se nos gráficos abaixo que tem um defasamento angular entre as 
formas de onda. Assim mostra a influência do capacitor no circuito, atrasando a forma 
de onda da tensão em relação corrente.No último gráfico o defasamento é bem 
pequeno, não sendo possível ver sem zoom. 
 
 
Vi[V] C1 [F] R1[ohms] VC[V] 
20 1u 1000 18.5 
30 100n 90000 8,4 
40 50u 0 38,9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1.3 CIRCUITO RL SÉRIE 
 
 
Procedimento Experimental: 
 
Utilizando o Multisim Blue (laboratório virtual), simular o circuito com uma 
ligação em série de um resistor e um indutor com um a fonte de tensão alternada. Foi 
usado como referência os valores que estão ao lado das imagens, simulando três 
opções de circuitos. E com o resultado encontrado, preenchido a lacuna de VL[V] 
 
 
Análise, Resultados e Conclusão: 
 
Observa-se nos gráficos abaixo que tem um defasamento angular entre a 
formas de onda. Assim mostra a influência do indutor no circuito, atrasando a forma 
de onda da corrente em relação tensão. No último gráfico o defasamento é bem 
pequeno, não sendo possível ver sem zoom. 
 
Vi[V] L1[H] R1[ohms] VC[V] 
20 470m 0 19 
30 1m 0 0,011 
40 56m 400 2,14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1.4 TRANSFORMADOR 
 
 
Procedimento Experimental: 
 
Utilizando o Multisim Blue (laboratório virtual), simular o circuito com um 
transformador com uma carga (resistor) conectado ao secundário. Números de espiras 
do primário é igual a 8000 e números de espiras do secundário é igual a 5000, resistor 
de 1kΩ. Medir a tensão e a corrente do primário e do secundário e preencher a tabela. 
 
 
 
Análise, Resultados e Conclusão: 
 
A tensão do secundário é menor que a tensão do primário pelo fator de 
transformação do T1 (8:5). Entrada de 12v e saída 7,5v. 
 
Vp[V] Vs[V] Ip[ma] Is[ma] 
12 7,5 4,69 7,5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2 EXPERIMENTO 02 – ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES E INDUTORES 
 
 
2.2.1 ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES 
 
 
1) Separe os seguintes capacitores e meça sua capacitância real, preenchendo a tabela a 
seguir: 
 
Capacitor(código no 
Corpo do capacitor) 
Capacitância 
nominal 
Capacitância medida 
com multimetro 
C1:334 330nF 327nF 
C2:683 68nF 59nF 
C3:224 220nF 217nF 
C4:104 100nF 96nF 
C5:333 33Nf 30nF 
 
 
2) Montar o seguinte esquemático no protoboard: 
 
 
 
 
 
 
 
3) Medir o valor da associação de capacitores: 
 
37,63nF 
 
4) Calcular usando valores nominais: 
 
Calcular C2.C3 = C6+C5=C7 
 C2+C3 
Calcular C1.C7 = C8 
 C1+C7 
Calcular C8.C4 =Ceq 40,30nf 
 C8+C4 
 
5) Comparar o valor medido e justificar se os valores forem diferentes: 
 
O valor medido com multímetro foi de 37,63nF e o valor calculado foi de 40,30nF, a 
diferença fica pelo fator de que os componentes não são de precisão 
2.2.2 ASSOCIAÇÃO DE INDUTORES 
 
 
1) Separe os seguintes indutores e meça sua indutância real, preenchendo a tabela a 
seguir: 
 
 
Indutância nominal Código cores Indutância medida 
com multimetro 
L1=100uH Marrom,preto,marron,prata 0,102mH 
L2=1uH Marron,preto,dourado,prata Muito baixo escala 
L3=47uH Amarelo,violeta,dourado,prata 0,048mH 
L4=4,7uH Amarelo,violeta,preto,prata 0,003mH 
 
 
2) Montar o seguinte esquemático no protoboard: 
 
 
 
 
 
 
 
3) Meça o valor nominal da associação de indutores: 
 
38,44 µH 
 
 
4) Calcule usando os valores nominais: 
 
Calcular L1.L3 = L5+L4=L2=Leq=37,67 
 L1+L3 
 
 
 
5) Comparar o valor medido e justificar se os valores forem diferentes 
 
O valor medido com multímetro foi de 38,44µH e o valor calculado foi de 
37,67µH, a diferença fica pelo fator de que os componentes não são de precisão. 
 
 
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
1) Esquema elétrico montado foi baseado circuito abaixo 
 
 
 
 
 
 
2) Circuito montado com os componentes , osciloscópio e o computador para leitura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) Valores obtidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) Tabela medições do transformador 
 
 Valor medido Valor calculado 
Tensão eficaz do primário 215V 220V 
Tensão eficaz do secundário 12,8v 12v 
Tensão de pico do primário 305,3v 312,4v 
Tensão de pico do secundário 18,2v 17,04v 
Corrente eficaz do secundário ----------------------- 12mA 
Potência do secundário ----------------------- 144mW 
Potência do primário ----------------------- 144mW 
 
 
 
 
 
 
5) Conclusão 
 
 Pelo osciloscópio podemos concluir que a tensão pico e superior a tensão eficaz 
sendo a medição de meia onda superior ou inferior a linha de referência que é o 0v 
 Já tensão pico a pico faz a leitura completa como a senóide superior e a inferior. 
 Também observarmos que no transformador a potência do secundário consumida 
será sempre a mesma do primário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
LIVROS: FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 
AUTOR : SADIKU 
INTERNET : WIKIPÉDIA, WWW.MULTISIM LIVE.COM