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Circuitos Elétricos CA Circuito Indutivo Puro • Professor: Luís Oscar de Araújo Porto Henriques Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education Circuitos Puramente Resistivos Circuitos Puramente Indutivos Robert L. Boylest\ad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education 𝑒 𝑡 = 𝐸𝑚𝑎𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡) i 𝑡 = 𝐼𝑚𝑎𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡) e(t)= 𝐿 𝑑𝑖(𝑡) 𝑑𝑡 e(t)= 𝑅𝑖(𝑡) Robert L. Boylest\ad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education i 𝑡 = 𝐼𝑚𝑎𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡) e(t)= 𝐿 𝑑𝑖(𝑡) 𝑑𝑡 e(t)= 𝐿 𝑑(𝐼𝑚𝑎𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡)) 𝑑𝑡 = 𝐿(𝜔𝐼𝑚𝑎𝑥 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡)) Trigonometria Robert L. Boylest\ad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education i 𝑡 = 𝐼𝑚𝑎𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡) e(t)= 𝐿 𝑑𝑖(𝑡) 𝑑𝑡 e(t)= 𝐿 𝑑(𝐼𝑚𝑎𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡)) 𝑑𝑡 = 𝐿(𝜔𝐼𝑚𝑎𝑥 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡)) e(t)= 𝜔𝐿𝐼𝑚𝑎𝑥 𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡 + 90°)) 𝐸𝑚𝑎𝑥 = 𝜔𝐿𝐼𝑚𝑎𝑥 e(t)= 𝜔𝐿𝑖(𝑡)e(t)= 𝑅𝑖(𝑡) 𝑅 = 𝑒(𝑡) 𝑖(𝑡) 𝜔𝐿 = 𝑒(𝑡) 𝑖(𝑡) Robert L. Boylest\ad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education i t = Imaxsen(ωt) e(t)= Emax sen(ωt + 90°) Isto significa que em um circuito puramente indutivo, a corrente está sempre atrasada de 90° da tensão. ωL é a chamada reatância indutiva e tem unidade em Ω. Isto significa que em um circuito puramente indutivo, a corrente está sempre atrasada de 90° da tensão. ωL é a chamada reatância indutiva e tem unidade em Ω. A corrente em um indutor de 0,1H é dada por: i(t)=7*sen(377t-70°)A. Determine a expressão para a tensão no indutor. E Obtenha as curvas v e i. XL=ωL= (377rad/s)*0,1(H)=37,7 Ω Vm= Im * XL= (7A)(37,7Ω)= 263,9V Como sabemos que no indutor a tensão está adiantada de 90° da corrente ( ou a corrente está 90° atrasada da tensão), podemos escrever: 𝑣 𝑡 = 263,9𝑠𝑒𝑛 377𝑡 − 70° + 90° = 263,9𝑠𝑒𝑛 377𝑡 + 20° Exercicio 𝑣 𝑡 = 263,9𝑠𝑒𝑛 377𝑡 − 70° + 90° = 263,9𝑠𝑒𝑛 377𝑡 + 20° Robert L. Boylest\ad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education Robert L. Boylest\ad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education Diagrama Fasorial V I ത𝑉 = 263,9𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡 + 20°) ҧ𝐼 = 7𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡 − 70°) Potência Média 𝑃 = 𝑉𝐼 𝑝 𝑡 = 𝑣 𝑡 ∗ 𝑖(𝑡) 𝑝 𝑡 = 𝑉𝑚 𝑠𝑖𝑛 𝜔𝑡 + 𝜃𝑣 ∗ 𝐼𝑚 𝑠𝑖𝑛 𝜔𝑡 + 𝜃𝑖 Desenvolvendo chegamos a p(t)=Vm*Im(1-cos(2ωt)) Outra constatação é que 𝑝 = 𝑉𝑚.𝐼𝑚 2 cos θ𝑣 − θ𝑖 , assim: Como 𝑉𝑟𝑚𝑠 = 𝑉𝑚 2 então, o valor médio desta potência será p=Vrms*Irms 𝑝𝐿 = 𝑉𝑚 . 𝐼𝑚 2 cos θ𝑣 − θ𝑖 Como sabemos que em um circuito indutivo a tensão e a corrente estão defasadas de 90 graus, então θ𝑣 − θ𝑖 vai ser sempre 90°. E sendo 90°, o cosseno vai ser zero, sempre em um circuito puramente indutivo. 𝑝𝐿 = 𝑉𝑚.𝐼𝑚 2 cos 90 = 𝑉𝑚.𝐼𝑚 2 0 = 0W Potência Média Só que ao calcularmos o p, teremos também uma parcela que não será zerada. 𝑝𝐿 = 𝑉𝑒𝑓 . 𝐼𝑒𝑓cos(θ) 1 − cos(2ω𝑡)) + 𝑉𝑒𝑓 . 𝐼𝑒𝑓sin θ sin(2ω𝑡) 𝑝𝐿 = 𝑉𝑒𝑓 . 𝐼𝑒𝑓cos(90) 1 − cos(2ω𝑡)) + 𝑉𝑒𝑓 . 𝐼𝑒𝑓sin 90 sin(2ω𝑡) 𝑝𝐿 = 0 + 𝑉𝑒𝑓 . 𝐼𝑒𝑓 sin(2ω𝑡) Potência Média Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education Potência Média no Indutor Robert L. Boylestad Introductory Circuit Analysis, 10ed. ©2004 by Pearson Education Potência Média no Resistor Potência Reativa 𝑃𝑅 = 𝑉𝐼𝑐𝑜𝑠 θ QL= 𝑉𝐼𝑠𝑒𝑛 θ 𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒: 𝑣𝑜𝑙𝑡 − 𝑎𝑚𝑝è𝑟𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 − 𝑉𝐴𝑅 𝑃𝑅 = 𝑉2 𝑅 =R𝐼2 = 𝑉𝐼𝑐𝑜𝑠(𝜃)𝑄𝐿 = 𝑉2 𝑋𝐿 =𝑋𝐿𝐼 2 = 𝑉𝐼𝑠𝑒𝑛(𝜃) Exercicio Voltando ao exercício: Calcular a potência do circuito : i(t)=7*sen(377t-70°) XL=ωL= (377rad/s)*0,1(H)=37,7 Ω v t = 263,9sen 377t − 70° + 90° = 263,9sen 377t + 20° 𝑄𝐿 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 2 2 𝑋𝐿 =𝑋𝐿 𝐼𝑚𝑎𝑥 2 2 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 2 𝐼𝑚𝑎𝑥 2 𝑠𝑒𝑛(θ) 𝑄𝐿 = 263,9 2 2 37,7 =37,7 7 2 2 = 263,9 2 7 2 𝑠𝑒𝑛 90 = 923,65 𝑉𝐴𝑅 𝑉𝑚𝑎𝑥 2 = 𝑉𝑟𝑚𝑠
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