Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Faculdade Estácio de Curitiba Circuitos Elétricos I Utilização do Multímetro Palavras chave – Ohmímetro, multímetro, Voltímetro, Resistores. I. INTRODUÇÃO Um multímetroou multitesteé um aparelho destinado a medir e avaliar grandezas elétricas. Existem modelos com mostrador analógico (de ponteiro) e modelos com mostrador digital. Incorpora diversos instrumentos de medidas elétricas num único aparelho como voltímetro, amperímetroe ohmímetropor padrão e capacímetro, frequencímetro, termômetroentre outros, como opcionais conforme o fabricante do instrumento disponibilizar. Tem ampla utilização entre os técnicos em eletrônica e eletrotécnica, pois são os instrumentos mais usados na pesquisa de defeitos em aparelhos eletro-eletrônicos devido à sua simplicidade de uso e, normalmente, portabilidade. II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Um resistor pode ser definido como sendo um dispositivo eletrônico que tem duas funções básicas: ora transforma energia elétrica em energia térmica (efeito joule), ora limita a quantidade de corrente elétrica em um circuito, ou seja, oferece resistência à passagem de elétrons. O resistor é um dos mais utilizados e ele oferece uma resistência elétrica, ou seja, ele dificulta a passagem de energia elétrica e com isso é aplicado para reduzir a tensão ou a corrente em um circuito-elétrico ou em um circuito eletrônico. Figura 1 – Símbolo do Resistor Resistores também limitam o fluxo de corrente em um circuito. A essa oposição damos o nome de resistência elétrica ou impedância, que possui como unidade de medida o Ohm (Ω). https://pt.wikipedia.org/wiki/Volt%C3%ADmetro https://pt.wikipedia.org/wiki/Amper%C3%ADmetro https://pt.wikipedia.org/wiki/Ohm%C3%ADmetro https://pt.wikipedia.org/wiki/Capac%C3%ADmetro https://pt.wikipedia.org/wiki/Frequenc%C3%ADmetro https://pt.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B4metro Valores fixos:são resistências com valores já determinados de fábrica. Podemos identificar o valor desta resistência facilmente através do padrão de cores desenhado em seu encapsulamento. Figura 2 – Tabela de cores e suas características Lei de Ohm O comportamento de todos os dispositivos elétricos pode ser deduzido em expressões matemáticas, isso não é diferente com o resistor. Para analisarmos seu comportamento em um dado circuito utilizamos uma expressão chamada de 1º lei de Ohm, que leva em consideração a tensão aplicada nos terminais da resistência e da corrente que a atravessa. Assim temos o seguinte: R = V/i Onde: R -> resistência elétrica, em Ohm. V -> tensão elétrica, em Volts. I -> corrente no resistor, em Amperes. III. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO Objetivo do experimento Leitura de Resistencia e medidas com o Ohmimetro Metodo Escolher cinco Resistores diferentes Fazer a leitura para determinar o valor nominal e o medido Tabela Valor Valor Tabela de Nominal Medido % de Erro cores R1 15Ω 14,7Ω 2% M+V+P R2 1Ω 0,8Ω 20% M+P+D R3 3,2MΩ 3,25MΩ 1,53% L+V+V R4 470Ω 463,3Ω 1,42% A+V+M R5 220kΩ 217,8kΩ 1% V+V+A IV. RESULTADOS OBTIDOS Na Tabela 1 são apresentados os valores de resistência, conforme a tabela de cores que foi mostrada na figura 2, verificamos que ocorreu conforme o medido com diferentes taxas de erros. V. CONCLUSÃO Conforme a tabela de cores que foi mostrada na figura 2, verificamos que a tabela de cores dos resistores é uma maneira correta de verificar a intensidade Ôhmica do resistor sem o medidor com algumas diferenças de resistências conforme a sua taxa de erro especificada em % de acordo com a cor no resistor. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sites https://pt.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro http://p3r3.com/tutoriais/eletronica/ Material de apoio, aula de laboratório 1 Faculdade Estácio de Curitiba Circuitos Elétricos Verificar a lei de kirchoff Palavras chave – Lei de kirchhoff, Resistores, Lei dos nós I. INTRODUÇÃO As Leis de Kirchhoff foram criadas e desenvolvidas pelo físico alemão Gustav Robert Kirchhoff(1824-1887). Existem essencialmente duas Leis que Kirchhoff determinou: A Lei de Kirchhoff para Circuitos Elétricose a Lei de Kirchhoff para Espectroscopia.A primeira foi criada para resolver problemas de circuitos elétricosmais complexos. Tais problemas podem ser encontrados em circuitos com mais de uma fonte de resistoresestando tanto em sériequanto paralelo. Para criar a Lei, Kirchhoffintroduziu o conceito de nó (ou junção) e malha, o que é extremamente importante para o entendimento das Leis. Uma junção ou nó é um ponto no circuito que une dois ou mais condutores. Já malha, é qualquer caminho fechado de um condutor. Tais conceitos dividem a lei outras duas enunciadas como: Lei dos Nós de Kirchhoff e Lei das Malhas de Kirchhoff. II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 1ª Lei de Kirchhoff (Lei das Correntes ou Leis dos Nós) Em um nó, a somadas correntes elétricasque entram é igual à soma das correntes que saem, ou seja, um nó não acumula carga. https://pt.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoff https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9trico https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuitos_el%C3%A9tricos https://pt.wikipedia.org/wiki/Resistor https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_em_s%C3%A9rie https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_paralelo https://pt.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoff https://pt.wikipedia.org/wiki/Condutor_el%C3%A9trico https://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%B3 https://pt.wikipedia.org/wiki/Soma https://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica III. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO Verificar a lei de kirchhoff onde a somatória das correntes em um nó é zero e a somatória das tensões da malha é zero. I1=(Vr1/R1) I2=(Vr2/R2) I3=(Vr3/R3) Montar e medir o circuito e os resistores: V1 = 10V R1 =265,6 R2 = 322,6 R3 = 196 I1=(Vr1/R1) IR1 = (6,87/265,6) = 25,86mA I2=(Vr2/R2) IR2 = (3,15/322,6) = 9,76mA I3=(Vr3/R3) IR3 = (3,15/196) = 16,07mA Corrent Valores Medidos Valores Nominal Tensão e R1 265,6 270 6,87 25,86mA R2 322,6 330 3,15 9,76mA R3 196 200 3,15 16,07mA IV. RESULTADOS OBTIDOS Na Tabela 1 são apresentados os valores de resistência medido e nominal, Tensão e corrente. V. CONCLUSÃO Conforme verificado no experimento, a soma das tensões é igual a de saída da fonte V1 e a soma das correntes em um nó é igual a soma das correntes que saem dele. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sites https://www.circuitlab.com/editor/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Kirchhoff Material de apoio, aula de laboratório 2 Faculdade Estácio de Curitiba Circuitos Elétricos Verificar a lei de Kirchoff – Corrente no nó Palavras chave – Lei de kirchhoff, Resistores, Lei das malhas I. INTRODUÇÃO As Leis de Kirchhoff foram criadas e desenvolvidas pelo físico alemão Gustav Robert Kirchhoff(1824-1887). Existem essencialmente duas Leis que Kirchhoff determinou: A Lei de Kirchhoff para Circuitos Elétricose a Lei de Kirchhoff para Espectroscopia.A primeira foi criada para resolver problemas de circuitos elétricosmais complexos. Tais problemas podem ser encontrados em circuitos com mais de uma fonte de resistoresestando tanto em sériequanto paralelo. Para criar a Lei, Kirchhoffintroduziu o conceito de nó (ou junção) e malha, o que é extremamente importante para o entendimento das Leis. Uma junção ou nó é um ponto no circuito que une dois ou mais condutores. Já malha, é qualquer caminho fechado de um condutor. Tais conceitos dividem a lei outras duas enunciadas como: Lei dos Nós de Kirchhoff e Lei das Malhas de Kirchhoff. II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA2ª Lei de Kirchhoff (Lei das Tensões ou Lei das Malhas) A soma algébrica da d.d.p (Diferença de Potencial Elétrico) em um percurso fechado é nula. As leis de Kirchhoff são baseadas no eletromagnetismo e só são válidas quando o tamanho da oscilação eletromagnética é muito maior que as dimensões do circuito. Características do circuito em série O circuito em série apresenta três características importantes: 1. Fornece apenas um caminho para a circulação da corrente elétrica; 2. A intensidade da corrente é a mesma ao longo de todo o circuito em série; https://pt.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoff https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9trico https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuitos_el%C3%A9tricos https://pt.wikipedia.org/wiki/Resistor https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_em_s%C3%A9rie https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_paralelo https://pt.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoff https://pt.wikipedia.org/wiki/Condutor_el%C3%A9trico 3. O funcionamento de qualquer um dos consumidores depende do funcionamento dos consumidores restantes. III. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO Verificar a Eficiência do método de análise usando nó. Medir os resistores R1, R2, R3, R4, R5 usando o ohmímetro. Montar o circuito da figura 1. Ajustar as fontes V1 e V2 para 10V e 8V. Medir Vr1, Vr2, Vr3, Vr4, Vr5. Medir Va e Vb. Utilizado os valores nominais, calcular Va e Vb e polo método de análise no nó. Comparar os valore com os medidos. Equações A) VA-V1 +VA-VB +VA =0 R1 R3 R2 B) VB-V2 -VA+VB +VB =0 R5 R4 R3 Valor Tensã Valor Medido Nominal o R1 265,6 270 4,43 R2 322,6 330 5,61 VA VB R3 196 200 -0,15 5,61 5,77 R4 2,15k 2k2 5,77 R5 663k 680k 2,32 IV. RESULTADOS OBTIDOS Na Tabela 1 são apresentados os valores de resistência medido e nominal, Tensão e VA,VB. V. CONCLUSÃO Verificou-se que através das equações A e B conseguimos determinar VA e VB. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sites https://www.circuitlab.com/editor/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Kirchhoff Material de apoio, aula de laboratório 3 Faculdade Estácio de Curitiba Circuitos Elétricos Corrente de Malha Palavras chave - Lei de kirchhoff, Resistores, Lei das malhas, Corrente de malha. I. INTRODUÇÃO O Método das Correntes de Malha é outro método bem definido usado para resolver um circuito elétrico. (O outro é o Método da Tensão de Nó). Como em todo desafio de análise de circuito, nós temos que resolver um sistema de 2E, Equações independentes, onde E é o número de elementos do circuito. O Método das Correntes de Malha é bastante eficiente para realizar a análise do circuito, resultando em um número relativamente pequeno de equações que precisamos resolver. O Método das Correntes de Malha baseia-se na Lei de Kirchhoff das Tensões (LKT). O Método das Correntes de Laçoé uma pequena variação do Método das Correntes de Malha. II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Nós vamos agora definir um novo termo, corrente de malha. (correntes de malha simples.) Até o momento, ao falar sobre corrente nos referimos a uma corrente elementar (a corrente que flui através de um elemento do circuito). Ao usar o termo corrente de malha estamos falando sobre uma corrente imaginária que flui através de uma malha. No circuito abaixo, vamos definir as correntes de malha i1e i2que fluem através das malhas simples Ie II, com a direção positiva da corrente de malha sendo indicada pelas setas. https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee-dc-circuit-analysis/a/w/a/ee-loop-current-method Está claro que i1é a corrente que circula pela V1e pelo resistor R1. De forma similar i2é a corrente que circula pelo resistor R2e a fonte V2. Mas o que está acontecendo com a corrente que passa pelo resistor R3? Vamos olhar de perto R3no ramo do meio do circuito. Qual é a corrente fluindo por R3? Da forma como estão desenhadas, as duas correntes de malha parecem atravessar o resistor R3, mas em direções opostas. III. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO Verificar o método de analise por corrente de malha. Medir os resistores R1, R2, R3, R4. Montar o circuito da figura 1. Medir as tensões VR1, VR2, VR3, VR4. Com os valores medidos dos resistores e das tensões determinar: IR1=(VR1/R1) IR2=(VR2/R2) IR3=(VR3/R3) IR4=(VR4/R4) Utilizando os valores nominais dos resistores e das tensões V1e V2 determinar pelo método de corrente de malha i1, i2 e i3. IR1= (3,18/217,7) = 14,74mA IR2= (6,83/459,1) = 14,87mA IR3= (1,35/147) = 9,18mA IR4= (1,83/9,93K) = 184,29mA MEDIDO NOMINAL TENSÃO medido (V) CORRENTE medido (A) (Ω) (Ω) R1 215,7 220 3,18 14,74m R2 459,1 470 6,83 14,87m R3 147 150 1,35 9,18m R4 9,93K 10K 1,83 184,29u descriçã o K=10^3 m=10^-3 u=10^-6 IV. RESULTADOS OBTIDOS Na Tabela 1 são apresentados os valores de resistência medido e nominal, Tensão e VR1, VR2, VR3, VR4. (R1+R2) -R1 -R2 Fontes percorridas por i1 ΔR= -R1 (R1+R3+R4) -R4 ΔV= Fontes percorridas por i2 -R2 -R4 (R2+R4) Fontes percorridas por i3 -220 -470 10 (220+470 ) ΔR= -220 (220+150+10K -10K ΔV= 0 ) -220 -10K (470+10K -8 ) -220 -470 690 ΔR= -220 10370 -10000 ΔR= 1,05E+09 -470 -10000 10470 -220 -470 10 ΔV1= 0 10370 -10000 ΔV1= 2,91E+07 -8 -10000 10470 690 10 -470 ΔV2= -220 0 -10000 ΔV2= 1,40E+07 -470 -8 10470 690 -220 10 ΔV3= -220 10370 0 ΔV3= 1,39E+07 -470 -10000 -8 iR1= ΔV1= 0,027746333 ΔR iR2= ΔV2= 0,013333333 ΔR iR3= ΔV3= 0,013216247 ΔR V. CONCLUSÃO Verificou-se que através das matriz A e B conseguimos determinar iR1, iR2 e iR3. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sites https://www.circuitlab.com/editor/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Kirchhoff https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee -dc-circuit-analysis/a/ee-mesh-current-method Material de apoio, aula de laboratório 4 Faculdade Estácio de Curitiba Circuitos Elétricos Método da Superposição Palavras chave - Lei de kirchhoff, Resistores, Lei das malhas, método da superposição ou sobreposição. I. INTRODUÇÃO O teorema da superposição para circuitos elétricosafirma que a corrente elétricatotal em qualquer ramo de um circuito bilateral linear é igual a soma algébrica das correntes produzidas por cada fonte atuando separadamente no circuito. Isto vale também para a tensão elétrica. O princípio por trás da técnica da superposição é a propriedade aditiva das funções lineares. Com efeito, num dado circuito com duas ou mais fontes de corrente ou tensão independentes, um dado valor de uma grandeza é resultado das contribuições independentes de cada fonte de tensão ou corrente separadamente, sem que as outras estejam presentes no circuito. Ou seja, pode-se tomar uma única fonte de tensão ou corrente e eliminar as demais (substituindo fontes de tensão por um curto-circuito e fontes de corrente por um circuito aberto), calculando a grandeza desejada. Repete-se o processo com cada fonte independente de tensão ou corrente e, ao final, soma-se os valores encontrados. II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Substituímos a fonte de tensão por um curto. Substituímos a fonte de corrente por um aberto. III. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO Observar a Eficácia do método de análise por sobreposição:Medir R1, R2, R3. Montar o circuito da figura 1. Medir VR1, VR2 e VR3. Substituir a fonte V2 por um curto. Medir VR1, VR2 e VR3. Voltar a fonte V2 e substituir a fonte V1 por um curto. Medir VR1, VR2 e VR3. A soma algébrica. VR1 = VR1’+ VR1” VR2 = VR2’+ VR2” VR3 = VR3’+ VR3” medid nomina o l R1 2,16K 2,2K R2 0,99K 1K R3 330,3 330 VR1 = 3,54V VR2 = 6,47V VR3 = 1,62V MEDIÇÃO COM A FONTE V1 EM CURTO VR1’ = 8,98V VR2’ = 1,03V VR3’ = -1,03V MEDIÇÃO COM A FONTE V2 EM CURTO VR1” = -5,43V VR2” = 5,43V VR3” = 2,64V Soma algébrica dos resultados obtidos VR1 = 8,98+(-5,43) VR1 = 3,55V VR2 = 1,03+5,43 VR2 = 6,46V VR3 = -1,03 + 2,64 VR3 = 1,61V V. CONCLUSÃO Verificou-se que através das medições conseguimos determinar VR1, VR2 e VR3. Verificou-se que através das fontes de V1 em curto conseguimos determinar a tensão em cada um dos resistores, colocando V2 em curto também conseguimos determinar as tensões, e a soma dos dois é VR1 VR2 e VR3. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sites https://www.circuitlab.com/editor/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Kirchhoff http://www.ufrgs.br/eng04030/Aulas/teoria/cap_06/sobrefon.htm https://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema_da_superposi%C3%A7%C3%A3o Material de apoio, aula de laboratório 5. Faculdade Estácio de Curitiba Circuitos Elétricos Teorema de Thevenin Palavras chave - teoremade Thévenin I. INTRODUÇÃO O teoremade Thévenin estabelece que qualquer circuitolinear visto de um ponto pode ser representado por uma fonte de tensão(igual à tensão do ponto em circuito aberto) em série com uma impedância(igual à impedância do circuito vista deste ponto). A esta configuração chamamos de Equivalente de Thévenin em homenagem a Léon Charles Thévenin, e é muito útil para reduzirmos circuitos maiores a um circuito equivalente com apenas dois elementos a partir de um determinado ponto, onde se deseja, por exemplo, saber as grandezas elétricas como tensão, corrente ou potência. II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O cálculo do Equivalente de Thévenin baseia-se no Teorema da superposiçãoquando o circuito a ser reduzido é separado do circuito a ser estudado e as análises de circuito aberto e em curto-circuito são aplicadas para se conseguir as relações que permitam a redução desejada. O Equivalente de Thévenin pode ser construído a partir de duas etapas: 1. Determinar a resistência ou impedância de Thévenin, também chamada de resistência ou impedância equivalente. Esta resistência (ou impedância) é aquela vista do ponto onde se deseja reduzir o circuito, e neste caso, com as fontes de tensão curto-circuitadas e as fontes de corrente abertas. 2. Determinar a tensão de circuito aberto no ponto onde se deseja reduzir o circuito. III. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO Verificar a eficácia do método. Medir os resistores R1, R2, R3. Ajustar a fonte utilizando um multímetro. Medir as tensões entre A e B e medir a tensão em R2. Substituir a fonte de tensão por um curto e medir RAB. Comparar com a tensão VR2 com VAB. https://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema https://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema https://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito https://pt.wikipedia.org/wiki/Fonte_de_tens%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Imped%C3%A2ncia_el%C3%A9trica https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%A9on_Charles_Th%C3%A9venin https://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema_da_superposi%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema_da_superposi%C3%A7%C3%A3o MEDIDO NOMINA L R1 2,16k 2,2k R2 147 150 R3 216 220 VAB = Vth RAB = Rth IV. RESULTADOS OBTIDOS VR2= V*R2 = 10*150 2200+15 R1+R2 0 VR2= 0,638 VAB = Vth RAB = Rth RAB = 140 +220 RAB = 360,4 Rth = 360,4 V. CONCLUSÃO Verificou-se que através de um divisor de tensão conseguimos determinar o Vth conseguimos caracterizar uma tensão qualquer entre dois pontos de um circuito linear com uma fonte de tensão juntamente com uma impedância em série. VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sites https://www.circuitlab.com/editor/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_Th%C3%A9venin https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee -dc-circuit-analysis/a/ee-mesh-current-method Material de apoio, aula de laboratório 6
Compartilhar