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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNI NTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA DISCIPLINA ELETRICIDADE LEI DE OHM, DIVISOR DE TENSÃO, DIVISOR DE CORRENTE E EQUIVALENTE DE THEVENIN ALUNO: Rafael Rosa Cezar RU:1323235 PROFESSOR: DR. FELIPE NEVES Alegrete -RS 2021 Resumo A atividade pratica tem como objetivo colocar em prática todos os conceitos abordados na disciplina de eletricidade, como lei de Ohm, leis de kirchoff, divisor de tensão e de corrente e equivalente de Thevenin, e fazer o funcionamento dos resistores em série ou em paralelo, análise de nós e malhas, dentro de um circuito, assim fazendo o aluno conhecer, e por em prática o conhecimento adquirido pratica e conhecimento na matéria circuitos e eletricidade. Conceitos Lei de Ohm, leis de kirchoff, divisor de tensão e de corrente e por fim equivalente de Thevenin Introdução A atividade pratica será para aplicar a teoria na prática com 4 experimentos: 1º experimento lei Ohm, 2º experimento divisor de tensão (T), 3º experimento divisor de corrente(I) e 4 º experimento equivalente de Thevenin. Com base nos estudos da matéria eletricidade esta atividade tem com objetivo de preparar os alunos com conhecimentos e técnicas que são utilizados ao longo da carreira como engenheiro elétrico podendo assim ocupando e praticando todo conhecimento adquirido ao longo de sua trajetória profissional. 1º EXPERIÊNCIA LEI DE OHM Ω Dado o circuito abaixo da figura, obtenha a corrente utilizando a lei de Ohm. Figura: Montagem do circuito elétrico para observação da lei de Ohm Considere as tensões e resistência indicadas na tabela do item E e preencha a mesma conforme solicitado nos itens a seguir. A) Calcule os valores teóricos da corrente para cada um dos casos indicados na tabela. B) Utilizando o Multisim Online, simule o circuito modificando os parâmetros de tensão e resistência, conforme indicado na tabela. C) Realize os seguintes procedimentos experimentais: D) Calcule o erro experimental %Erro = [ I TEÓRICO – I EXPERIMENTAL] I TEÓRICO SIMULAÇÃO MULTISIM simulador online de circuitos Multisim Online, acesso site: www.multisim.com http://www.multisim.com/ A) Calcule os valores teóricos da corrente para cada um dos casos indicados na tabela. I = V R I = 5 = 1,42 mA 350 I = 5,84 = 1,66 mA 350 I = 10,61 = 2,90 mA 350 I = 12 = 3,42 mA 350 B) Utilizando o Multisim Online, simule o circuito modificando os parâmetros de tensão e resistência, conforme indicado na tabela . D)Calculado os erros experimentais: %Erro = [ I TEÓRICO – I EXPERIMENTAL]*100 I TEÓRICO A) %Erro = [ 1,42 – 14,27]*100 = 1,03% 1,42 B) %Erro = [ 1,66 – 16,58]*100 = 1,04% 1,66 C) %Erro = [ 2,90 – 29,5]*100 = 1,01% 2,90 D) %Erro = [ 3,42 – 34,4]*100 = 1,00% 3,42 E) Preencha a tabela 1 com os valores obtidos. F) Utilizando os resultados experimentais, trace uma curva de corrente por tensão, conforme demonstração da figura abaixo , para os resultados teóricos e experimentais. G) Utilizando os valores de tensão e correntes obtidas experimentalmente calcule o valor real do resistor utilizado. R =^R ^I R = 350 = 24,50 Ohm 14,28 R = 350 = 20,98 Ohm 16,68 R = 350 = 11,54 Ohm 30,31 R = 350 = 10,21 Ohm 34,28 H) Calcule a potencia dissipada pelo resistor em cada uma das medições , utilize a equação : P = V.I P = V.I P = 5 . 14,28 =71,4W P = 5,84 . 16,68 = 97,4W P = 10,61 . 30,61 = 321,1W P = 12 . 34,28 = 411,3W I) Justifique a diferença entre os valores experimentais e teóricos. Os valores teóricos e os valores do programa multisim são valor mais precisos , porem já os valores obtidos pelo Kit pratico já tem uma variação de percentagem(%) devido a energia sofrer oscilação e seus componentes tem um tempo vida útil. 2º EXPERIÊNCIA DIVISOR DE TENSÃO Dado o circuito a seguir, obtenha as tensões nos resistores R1(VR1), R2(VR2) E R3(VR3) e a corrente I. A) Calcule o valor teórico de cada uma das tensões e corrente do circuito. B) Utilizando o Multisim, simule o circuito modificando os parâmetros de tensão e preencha a tabela. Para realizara a simulação fique atento às referências das pontas de prova do simulador. COM 5 VOLTS COM 7 VOLTS COM 10 VOLTS COM 12 VOLTS C) Realize os seguintes procedimentos experimentais. 1.Monte o circuito conforme indicado. 2.Conecte a fonte de tensão simétrica ou ajustável ao circuito 3.Com o auxílio do multímetro, meça as tensões elétricas solicitadas. Coloque o multímetro no modo tensão e posicione as pontas de prova do multímetro em paralelo com cada um dos três resistores. Veja na figura abaixo, como posicionar as pontas de prova sobre cada um dos resistores para medir. Valores Experimentais V 1 (V) VR1 (v) VR2 (v) VR3 (v) I (A) 5 0,63V 1,38V 2,98V 0,63mA 7 0,89V 1,93V 4,18V 0,89mA 10 1,27V 2,75V 5,97V 1,27mA 12 1,53V 3,31V 7,16V 1,54mA D) Calcule o erro experimental: %Erro = [ I TEÓRICO – I EXPERIMENTAL] I TEÓRICO %ERRO V 1 (V) %EVR1 %EVR2 %EVR3 % Ecorrente 5 0,0% 0,0% 0,67% 0,0% 7 1,13% 0,00% 1,21% 1,13% 10 0,78% 0,72% 0,84% 0,79% 12 1,32% 0,30% 0,98% 1,98% E)Justifique a diferença entre os valores experimentais e teóricos Os resistores são ligados em serie em um circuito somente uma corrente circula (I), mas a tensão (V) ele vai diminuindo em cada resistor por qual a mesma cruza. 3º EXPERIÊNCIA DIVISOR DE CORRENTE Dado o circuito a seguir, obtenha as correntes em cada um dos ramos. Considere os seguintes resistores : R1 = 560 Ω R2 = 2200 Ω e R3 = 1 Ω A) Calcule a tensão teórica de cada uma das tensões e corrente solicitada Valores Teóricos V 1 (V) IR1 (A) IR2 (A) IR3 (A) 5 0,8 0,22 5 5,84 0,10 0,26 5,84 10,61 0,18 0,48 10,61 12 0,56 0,54 12 B) Utilizando o Multisim , simule o circuito modificando os parâmetros de tensão e preencha a tabela . Valores Simulados V 1 (V) IR1 (A) IR2 (A) IR3 (A) 5 8,92 2,27 5 5,84 10,42 2,65 5,84 10,61 18,94 4,82 10,61 12 21,42 5,45 12 C) Realize os seguintes procedimentos experimentais: 1 – Monte o circuito conforme indicado 2 – conecte a fonte de tensão conforme indicado na figura . 3 – Meça a corrente elétrica solicitadas . Valores Experimentais V 1 (V) IR1 (A) IR2 (A) IR3 (A) 5 8,9 2,25 5 5,84 10,38 2,63 5,84 10,61 18,9 4,81 10,61 12 21,38 5,43 12 D) Calcule o erro experimental: %Erro = [ I TEÓRICO – I EXPERIMENTAL]*100 I TEÓRICO %ERRO V 1 (V) %EVR1 %EVR2 %EVR3 % Ecorrente 5 1,1% 4,04% 9,50% 14,65% 5,84 1,03% 3,99% 9,41% 14,43% 10,61 1,04% 1,01% 8,93% 10,98% 12 3,81% 1,05% 8,80% 13,66% E) Justifiquea diferença entre os valores experimentais e teóricos. Neste circuito em que os resistores estão em paralelo o valor da diferença de potencial é constante. 4º EXPERIÊNCIA DIVISOR DE CORRENTE Dado o circuito abaixo, responda os itens a seguir e preencha a tabela: A) Utilizando o método de analise nodal , calcule os valores teóricos de todas as correntes ,tensões circuito e obtenha circuito equivalente Thévenin.. LKC NÓ 1: I1 = I 2 + I 3 12, - V1 = V1 – 0 + V1 – V2 = 1,*10-3 6,8 * 10-3 2,2 * 10-3 12 – V1 = 0,147 * V1 – 0 + 0,454 * V1 – 0,454 * V2 (1,0 + 0,147 + 0,454) * V1 – 0,454 * V2 1,60 * V1 – 0,454 * V2 = 12 EQUAÇÃO 01 LCK NÓ 2: I3 = I 4 + I 5 V1 – V2 + 6 – V2 = V2 - 0 2,2 * 10-3 0,56 *10-3 2, * 10-3 0,454 * V1 – 0,454 * V2 + 10,714 – 1,785 * V2 = 0,50 * V2 -0,454 * V1 (0,454 + 1,785 + 0,50) * V2 = 10,714 -0,454 * V1 + 2,739 * V2 = 10,714 EQUAÇÃO 2 TEMOS 2 EQUAÇÕES 0,454*{1,601 * V1 – 0,454 * V2 =12 } 1,601 * {- 0,454 * V1 + 2,739 * V2 = 10,714} 0,726 * V1 – 0,206 *V2 =5,448 -0,726 * V1 + 4,385 * V2 = 17,153 4,179 * V2 = 22,601 V2 = 22,601 4,179 V2 = 5,40V 1,601 * V1 – 0,454 * 5,40 = 12 1,601 * V1 – 2,45 = 12 V1 = 14,45 1,601 V1 = 9,02 V I1= 12 – 9,02 = 2 , 98 = 2,98 mA 1,000 1,000 I2 = 9,02 – 0 = 9,02 = 1,32 mA 6,800 6,800 I3 = 9,02 – 5,40 = 3,60 = 1,64 mA 2,200 2,200 I4 = 6,0 – 5,40 = 0, 60 = 1,07 mA 0,560 0,560 I5 = 5,4 – 0 = 5,4 = 2,70 mA 1,000 + 1,000 2,000 V R1 = 1,000 * 2,98 = 2,98v V R2 = 6,800 * 1,32 = 8,97v V R3 = 2,200 * 1,64 = 3,60v V R4 = 0,560 * 1,07 = 0,59v V R5 = 1,000 * 2,70 = 2,70v V R6 = 1,000 * 2,70 = 2,70 B)Utilizando o Multisim, simule o circuito e obtenha os valores das correntes, tensões e a tensão equivalente de Thévenin. c) Utilizando o multímetro , meça os valores das correntes, tensões nos resistores, da tensão equivalente de thévenin ne da resistência equivalente de Thévenin. I (A) % ERRO A Teória calculada B Simulada no Multisim C Experimental Utilizando o Kit D Erro experimental %ERRO = [I TEÓRICO - I EXPERIMENTAL] I TEÓRICO I1 2,98mA 2,97mA 2,94mA 1,34% I2 1,32mA 1,32mA 1,37mA 3,78% I3 1,64mA 1,64mA 1,57mA 4,26% I4 1,07mA 1,05mA 1,37mA 28,03% I5 2,70mA 2,70mA 2,93mA 8,51% V1 9,02V 9,02V 9,12V 1,10% V2 5,40V 5,40V 5,80V 7,40% VR1 2,98V 2,97V 2,90V 2,68% VR2 8,97V 9,02V 9,09V 1,33% VR3 3,60V 3,61V 3,37V 6,38% VR4 0,59V 0,59V 0,72V 22,03% VR5 2,70V 2,70V 2,84V 5,18% VR6 2,70V 2,70V 2,87V 6,29% VTh 2,70mA 2,70mA 2,90mA 7,40% 1. Informações Adicionais. Foi aplicada atividades práticas onde foi realizado diversos experimentos com circuitos elétricos, permitindo a compreensão pratica e teórica das Leis de Ohm, Kirchhoff, divisor de corrente, divisor de tensão e analise de circuito. Onde os resultados obtidos nos experimentos foram confrontados com cálculos teóricos e simulação no Site da MultiSIM, a qual foi constatado que tem diferença em valores, isso é devido a tolerância dos componentes elétricos, assim não possuem a mesma precisão que um cálculo ou simulador. Onde os conceitos aprendidos na atividade prática fazem com que facilite o entendimento real e teórico dos circuitos elétricos, auxiliando e facilitando o desenvolvimento do profissional. 2 – Referencias ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M, N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5ª ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. NILSSON.J.W.; Riedel,S.A. Circuitos elétricos. 10ª ed.São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. BOYLESTAD, R. L. Introdução à análise de circuitos. 12ª ed.São Paulo: Pearson 2012.
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