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alex sandro leopoldo de miranda UNINTER ATIVIDADE PRATICA ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO DISCIPLINA DE PBL – FUNDAMENTOS DA ENGENHARIA PROFESSOR: Dr. FELIPE NEVES ALUNO:ALEX SANDRO LEOPOLDO PARAUAPEBAS-PA 2020 RESUMO 1.INTRODUCÃO 1.1 F u n d a m e n t a ç ã o t e ó r i c a 1.2 OBJ ETIVOS 1.2.1 Objetivo geral 1.2.2 Objetivos específicos 2 METODOLOGIA 2.3Equações 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4 CONCLUSÃO 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RESUMO Essa atividade nos trará experimentos para colocar em prática todos os conceitos abordados na disciplina de eletricidade, como lei de Ohm, leis de Kirchhoff, divisor de tensão, divisor de corrente, funcionamento de resistores. O experimento consiste em obter valores teóricos, experimentais e simulados, comparando os valores obtidos, calculando os erros e justificando os resultados. Palavra-chave: (Lei de Ohm, Divisor de Tensão, Divisor de Corrente) This activity will bring us a notion to put into practice all the concepts addressed in the discipline of electricity, such as Ohm's law, Kirchhoff's laws, voltage divider, current splitter, resistor operation. The experiment consists in obtaining theoretical, experimental and simulated values, comparing the obtained values, calculating the errors and justifying the results. Keyword: (Ohm's Law, Voltage Divider, Current Splitt e 1-INTRODUÇÃO Neste experimento, serão demonstrados através da análise de circuitos, a lei de ohm, leis de Kirchhoff e divisor de corrente e tensão. Estudaremos o funcionamento de resistores, utilizaremos cálculos manuais, simulações utilizando o software MultiSIM, e também montaremos o circuito real utilizando o kit Didático Thomas Edson fornecido (como também instrumentos adicionais ao KIT) pela UNINTER. Calculando os valores de corrente e tensão que circulam por diferentes circuitos. O trabalho foi dividido em experimentos na forma teórica e prática. 1.1-FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA. As leis de ohm, postuladas pelo físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) em 1827, determinam a resistência elétrica dos condutores. Além de definir o conceito de resistência elétrica, Georg Ohm demostrou que no condutor a corrente elétrica é diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada, foi assim que ele postulou a Primeira lei de Ohm. Suas experiências com diferentes comprimentos e espessuras de fios elétricos, foram cruciais para que postulasse a segunda lei de Ohm nela, a resistência elétrica do condutor, dependendo da constituição do material, é proporcional ao seu comprimento, ao mesmo tempo, ela é inversamente proporcional à sua área de secção transversal. A lei dos nós de Kirchhoff é baseada na lei da conservação da carga. Ela afirma que, em um nó, a soma algébrica de todas as correntes que chegam e saem é igual a zero. A lei das malhas de Kirchhoff é baseada na lei da conservação da energia e na natureza conservativa dos campos eletrostáticos. Ela afirma que as soma algébrica de todas as diferenças de potencial ao longo de um percurso fechado de qualquer malha deve ser igual a zero. (YOUNG FREEDMAN 2014). As teorias de circuitos elétricos e de eletromagnetismo são as duas teorias fundamentais sobre as quais todos os campos da engenharia elétrica se baseiam. (A LEXANDER, C.K: SADIKU 2013). Um circuito admite um único sentido de corrente com um único valor para cada ramo. Conhecidos os sentidos e as intensidades das correntes em todos os ramos de um circuito, todas as tensões podem também ser determinadas. (MARKUS, OTAVIO 2011) 1.2-OBJETIVO Essa atividade tem como intuito colocar em prática todos os conceitos abordados na disciplina de eletricidade, como lei de Ohm, leis de Kirchhoff, divisor de tensão, divisor de corrente, funcionamento de resistores, capacitores, indutores e realizando testes práticos para comparar com realizados no programa MultiSim. 1.2.1-OBJETIVO GERAL Realizar experimentos de forma prática e teórica, utilizando respectivamente como laboratório o kit Thomas Edson e o simulador MultiSIM. 1.2.2-OBJETIVOS ESPECIFICOS • Analisar o comportamento da corrente e tensão em um circuito em função da variação das tensões e resistências e resistências, confrontar os valores medidos no protoboard, no simulador MultiSIM e valor teórico, calcular “Eq. (9), o erro entre o valor experimentado e o valor calculado justificando o erro. • Analisar as formas de onda em um circuito capacitivo e indutivo explicando o comportamento das formas de onda de tensão e corrente. • Calcular a tensão dos nós utilizando o método nodal e as correntes das m alhas utilizando o método das malhas. 2-METODOLOGIA Montado no protoboard e simulador MultiSIM, o primeiro experimento conforme fig.1, composto por um resistor de 560 ohm. Medido a corrente que circula pelo circuito quando aplicado uma tensão de 0, 5,7 ,10 E 12(V) volts, ajustadas na fonte variável do kit Thomas Edson. Mediu-se o resistor de 560 ohm, observado e anotado na tabela os valores da corrente. Os valores de corrente foram confrontados com os valores medidos no protoboard, no software simulador MultiSIM e o valor teórico e, no final calculado “Eq. (9), o erro entre o valor experimentado e o valor calculado. EXPERIMENTO Montado no protoboard e simulador MultiSIM (Exp:1) resistor de 560Ω, o segundo experimento conforme Exp:2 aplicado quatro valores de tensão, 0V,5V,7V,10V e 12V utilizando a fonte variável, realizado as medições da queda de tensão sobre cada resistor com 1kΩ,2.2kΩ e 4.7kΩ e anotado na tabela. Os valores foram confrontados com os valores medidos instrumentos digitais de resolução variável no protoboard, no simulador MultiSIM e o valor teórico e, no final calculado “Eq. (1), o erro entre o valor experimentado e o valor calculado. EXPERIMENTO 1. R560 a 0V Figura 1R560 a 0V I=0mA R 560 a 5v R560 5v, I=9.0mA R560 a 7v R560 a 7v I=12.61mA R560 a 10 v Imagens do simulador Multisim. R560 a 10v I=18.13mA R560 a 12v R560 12v I=21,8mA EQUAÇÕES Eq. 1.I=V/R, Eq.2 V=R.I Eq.3 R=V/I Eq.4 Eq. 5 Eq.6 Eq7 Eq.8 P=V.I Eq.9 E%=(x)TEORICO-(x)EXPERIMENTALx100/(x)TEORICO I(A) %Erro V1 (V) R1 A Teórica calculada B Simulada Multisim C Experimental Utilizando kit D Erro experimental % Erro 0 560Ω 0 0 0 0 5 560Ω 8.928 mA 8.9286mA 9mA -0.80% 7 560Ω 12.5mA 12.5mA 12.61mA -0.88% 10 560Ω 17.857mA 17.857mA 18.13mA -1.5288% 12 560Ω 21.4285mA 21.429mA 21.8mA -1.733% F) justifique a diferença entre os valores experimentais e teóricos. A diferença de corrente se dá em função do fator de tolerância dos resistores, ajuste do regulador tensão variável não ter a mesma precisão dos cálculos teóricos e no Multisim. P(W) %Erro V1 (V) A Teórica calculada B Simulada Multisim C Experimental Utilizando kit D Erro experimental % Erro 0 0 0 0 0 5 44.64mW 44.643mW -0.00672% 7 87.5mW 87.5mW 0.0% 10 178.57mW 181.3mW -1.528% 12 257.142mW 261.6mW -1.733% EXPERIMENTO 2 DIVISOR DE TENSÃO DIVISOR DE TENSÃO A 5V I=632.91µA V1=624mV v2=1,4v v3=2.93v I=640µA DIVISOR DE TENSÃO A 7V V1=883mV V2=1.9vV3=4.15v I=910µA V1=1,2658v V2=2,7848v V3=5,9494v I=1.2658mA V1=1.268v V2=2.7v V3=5.95v I=1.29mA divisor tensão a 10v V1=1.5190v V2=3.418v V3=7.1392v V1=1.531v V2=3.3v V3=7.19v I=1.55mA divisor tensão a 12v VALORES TEORICOS V1(v) VR1(V) VR2(V) VR3(V) I(A) 5 632.91mV 1.3924V 2.9747 V 632.91µA 7 886.07mv 1.94936v 4.16455 v 886.07µA 10 1.2658 V 2.7848 V 5.94936 V 1.2658 mA 12 1.5189 V 3.3417 V 7.1392 V 1.5189 mA VALORES SIMULADOS V1(v) VR1(V) VR2(V) VR3(V) I(A) 5 632.91mV 1.3924 V 2.9747 V 632.91µA 7 886.08mV 1.9494v 4.1646 v 886.08µA 10 1.2658 V 2.7848 V 5.9494 V 1.2658 mA 12 1.5190 V 3.3418 V 7.1392 V 1.5190 mA VALORES EXPERIMENTAIS V1(v) VR1(V) VR2(V) VR3(V) I(A) 5 624mV 1,4v 2.93V 640µA 7 883 mV 1.9 v 4.15 V 910µA 10 1.268 V 2.7 V 5.95 V 1.29 mA 12 1.531 V 3.3 V 7.19 V 1.55 mA %ERRO V1(v) %EVR1(V) %EVR2(V) %EVR3(V) %CORRENTE 5 1.40% - 0.5458% 1.502% -1.12% 7 0.34% 2.53% 0.3493% -2.7% 10 -0.173% 3.04% -0.010% -1.9% 12 -0.796% 1.247% - 0.711% -2.047% EXPERIMENTO 3 DIVISOR DE CORRENTE I1=5.0mA I2=2.2727mA I3=1.0638mA I1=5.17mA I2=2.38mA I3=1.10mA. I1=7.0mA I2=3.1818mA I3=1.4894 mA I1=7.07mA I2=3.23mA I3=1.50mA I1=10mA I2=4.5455mA I3=2.1277mA I1=10.21mA I2=4.67mA I3=2.16mA I1=12mA I2=5.4545mA I3=2.5532mA I1=12.37mA I2=5.63mA I3=2.6 mA VALORES TEORICOS V1(v) IR1(A) IR2(A) IR3(A) 5 5 mA 2.2727 mA 1.0638mA 7 7mA 3.1818 mA 1.4893 mA 10 10mA 4.5454 mA 2.1276 mA 12 12 mA 5.4545 mA 2.5531 mA VALORES EXPERIMENTAIS V1(v) IR1(A) IR2(A) IR3(A) 5 5.17 mA 2.38mA 1.10mA 7 7.01 mA 3.23 mA 1.50 mA 10 10.21 mA 4.61 mA 2.16 mA 12 12.37 mA 5.63 mA 2.6 mA VALORES SIMULADOS V1(v) IR1(A) IR2(A) IR3(A) 5 5 mA 2.2727 mA 1.0638 mA 7 7 mA 3.1818 mA 1.4894 mA 10 10 mA 4.5455 mA 2.1277 mA 12 12 mA 5.4545 mA 2,5532 mA E% ERRO V1(v) %EIR1(A) %EIR2(A) %EIR3(A) 5 -3.4% -4.72% -3.4% 7 -0.1428% -1.5148% -0.7184% 10 -2.1% - 1.4212% -1.5228% 12 -3.083% -3,2175% -1.8369% CONCLUSÃO Nesta atividade foram realizados experimentos com circuitos elétricos, aproximando a teoria com a prática experimental, utilizando os conceitos de Lei de Ohm, Leis de Kirchhoff. Foi realizado experimentos com formas de onda e seu comportamento em cada componente como resistor, sendo que os resultados no simulador MultiSim e os resultados da atividade na prática os valores revelaram-se diferentes devido ao fator de tolerância percentual intrínseca a cada dipolo dos componentes utilizados no experimento do que resulta não ter a mesma precisão do simulador. Estes conceitos vão facilitar o entendimento do aluno na sua vida profissional tornando assim mais qualificado para o mercado de trabalho. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS CIRCUITOS ELÉTRICOS, Yaro Burlan Jr. E Ana Cristina C. Lyra. . INTRODUÇÃO A ANÁLISE DE CIRCUITOS, Robert L. Boylestad 10ª Edição.
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