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Circuitos Elétricos 2 Dr. Eng.- Reinel Beltrán Aguedo reinel.beltran@ufrpe.br Sala de professores – 509A mailto:reinel.beltran@ufrpe.br EMENTA • Análise de circuitos em Regime Permanente • Potência em Regime Permanente • Circuitos Trifásicos • Funções de rede • Resposta em frequência • Aplicações da Transformada de Laplace • Indutâncias Mútuas e Transformadores. AVALIAÇÃO VA1 = 0,8 PE1 + 0,2 RL1 -- 07/05/2019 VA2 = 0,8 PE2 + 0,2 RL2 -- 18/06/2019 VA3 = PE3 -------------------- 25/06/2019 Prova Final -------------------- 17/07/2019 Prova Escrita 1 (PE1): Tópicos 1, 2, 3,4 Prova Escrita 2 (PE2): Tópicos 5, 6, 7 Prova Escrita 3 (PE3): Todos os tópicos. Prova Final: Todos os tópicos. HORÁRIO DA AULA Terça-feira: 11-13h (Sala 208) Quarta-feira: 10-12h (Sala 311) Quinta-feira: 08-10h (Sala 311) HORÁRIO PARA CONSULTAS Terça-feira: 14-16h BIBLIOGRAFIA BÁSICA: [1] BOYLESTAD, Robert L.. Introdução à análise de circuitos. 12. ed. São Paulo: Pearson Prentice-Hall,2012. [2] NILSSON, James William; RIEDEL, Susan A.. Circuitos elétricos. 8. ed. São Paulo: Pearson Prentice-Hall, 2009. [3] JOHNSON, David E.; HILBURN, John L.; JOHNSON, Johnny Ray. Fundamentos de análise de circuitos elétricos. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. COMPLEMENTAR: [1] ALBUQUERQUE, Rômulo Oliveira. Análise de circuitos em corrente alternada. 2. ed. São Paulo: Érica, 2007. [2] ORSINI, L. Q.; CONSONNI, D.. Curso de Circuitos Elétricos. 2. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. 1 v. [3] ORSINI, L. Q.; CONSONNI, D.. Curso de Circuitos Elétricos. 2. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. 2 v. [4] EDMINISTER, Joseph A.; NAHVI, Mahmood. Circuitos Elétricos. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. [5] DORF, Richard C.; SVOBODA, James A.. Introdução aos Circuitos Elétricos. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. Circuitos em Regime Permanente Senoidal Para tempo , resposta transiente desprezível em relação à estacionária Circuito operando em regime estacionário senoidal INTRODUÇÃO Em termos da fonte das respostas: Em termos de permanência das respostas: Sistema Linear Função senoidal Resposta Transiente + Regime Estacionário INTRODUÇÃO Exemplo: Circuito R-L t=0, chave S acionada, fonte ligada ao circuito t 0 Considerando fonte cosenoidal: INTRODUÇÃO Tende a 0 com t • i(t) é puramente cossenoidal, possui a mesma frequência angular ω da excitação. • As tensões VR(t) e VL(t) (Ri(t); Ldi(t)/dt) também serão puramente cossenoidais e de frequência angular ω. Todas as grandezas do circuito são cossenoidais e de frequência angular ω, portanto, o circuito opera em regime permanente senoidal. Assim: Para t ≫ 0 Rpta transiente Rpta regime estacionário Considerar Em= 100 V, ϕ = 90 o, ω = 10 rad/s, R = 1 Ω e L = 1 H. INTRODUÇÃO Regime permanente senoidal (RPS)? O Regime Senoidal Permanente é obtido quando um circuito linear é excitado por uma fonte senoidal de frequência constante e todos os transitórios já foram dissipados. • Tensões e correntes num circuito linear estável submetido a entradas senoidais são também sinais senoidais da mesma frequência. INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO Porquê estudar os circuitos elétricos em regime permanente senoidal? 1. Grande parte dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica operam em regime senoidal, pelo menos de maneira aproximada. 2. Entender o comportamento senoidal de um circuito elétrico permite prever o comportamento de circuitos com excitações não senoidais. Informações relevantes para cada sinal no circuito passam a ser apenas sua amplitude e fase, sendo convenientemente representadas por fasores. FASOR Movimento harmônico giratório pode ser descrito por uma senóide e vice-versa. Cada ponto pode ser representado por um vetor de módulo constante numa posição diferente (vetor girante). Conclusão: O vetor gira no sentido anti-horário com a mesma frequência ou velocidade angular ω da senóide. Uma senóide pode ser descrita por um vetor radial girante com módulo igual à sua amplitude (valor de pico) e a mesma frequência angular ω A cada período ou ciclo completado o vetor radial girante está sempre na mesma posição angular inicial θ. ângulo inicial do vetor radial girante adiantado, θ positivo ângulo inicial do vetor radial girante atrasado, θ negativo Fasor: Vetor radial girante com frequência ω, com módulo igual ao valor de pico VP e com ângulo de fase inicial θ, que representa uma senóide de iguais parâmetros. Os fasores são representados através de diagramas fasoriais Exemplo: O fasor i está adiantado de 45o do fasor v, pois φ = 45o- 0o = 45o ou a v está atrasada de 45o de i. = 100 rad/s REPRESENTAÇÃO FASORIAL COM NÚMEROS COMPLEXOS Numero complexo em forma retangular: Numero complexo em forma polar: Fasor no plano cartesiano complexo. Função senoidal no domínio temporal: Função senoidal no domínio fasorial: (Número complexo na forma polar) ou Exemplo : Projeções do fasor v nos eixos x e y: Fasor: Projeções do fasor i nos eixos x e y: Fasor: Exemplos: OPERAÇÕES MATEMÁTICAS Na notação fasorial, a função seno é sempre a referência e a frequência não é representada, portanto a álgebra fasorial para sinais sinodais é aplicável somente para sinais da mesma frequência. Transformação de polar em retangular e vice versa Operações gráficas de adição e subtração (Método do Paralelogramo) Relações fasoriais Resistor ideal ; Relações fasoriais Capacitor ideal ; Relações fasoriais Indutor ideal ;
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