Trabalho de Eletricidade

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UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO - “Prof. José de Souza Herdy”
UNIGRANRIO - ESCOLA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Janaina Nóbrega
Jorge Warrak
Fernanda Vieira
Nathalia Ferreira
Rodrigo Esteves
PRINCÍPIOS DE ELETRICIDADE
Circuitos RC, RL e RLC
Duque de Caxias – RJ
2012
Grupo A
TRABALHO DE ELETRICIDADE
Este Trabalho tem por finalidade apresentar de forma teórica e prática a eletricidade de, como parte dos requisitos necessários a aprovação na disciplina Princípios de eletricidade.
Orientador: Francisco Jose.
Duque de Caxias – RJ
2012
RESUMO
 Dentre toda eletricidade, este trabalho tem por finalidade apresentar os temas: Circuitos RC, Circuitos RL, Circuitos RLC.
 A meta que o trabalho propõe é informar sobre a definição , propósitos, finalidades, e aplicações destes circuitos. E como são importantes de um modo geral, para a sociedade.
	
Palavras-Chave: Circuitos, RC, RL, RLC, Lineares, Séries.
SUMÁRIO
1	INTRodUção	5
1.1 Objetivo	5
1.2	Justificativa	5
1.3	Metodologia	5
2	CIRCUITOS RC	6
2.1 CIRCUITOS RC SÉRIE...............................................................................................................6
2.2 CIRCUITOS RC PARALELO.......................................................................................................7
2.3 IMPEDÂNCIA EQUIVALENTE.....................................................................................................7
3	CIRCUITOS RL	8
3.1 CIRCUITOS RL SÉRIE...............................................................................................................8
3.2 CIRCUITOS RL PARALELO.........................................................................................................9
3.3 CÁLCULO DA IMPENDÂNCIA EQUIVALENTE.........................................................................10 
4	CIRCUITOS RLC	11
4.1 CIRCUITOS RLC SÉRIE.............................................................................................................11
4.2 CIRCUITOS RLC PARALELO.....................................................................................................11
4.3 IGUALDADES E DIFERENÇAS ENTRE SÉRIE E PARALELO..................................................12 
5 Considerações Finais	13
Referências Bibliográficas	14
 i
iv
INTRodUção
	Um capacitor é um elemento do circuito elétrico responsável pelo acúmulo de cargas para liberá-la no momento certo. É preciso lembrar que não hã passagem de corrente contínua entre as placas de um capacitor, de modo que o tipo de corrente que se vai estudar é variável com o tempo.
	Existem três componentes básicos de circuitos: o resistor (R), o capacitor (C) e o indutor (L). Estes podem ser combinados em quatro importantes circuitos, o circuito RC, o circuito RL, o circuito LC e o circuito RLC, com as abreviações indicando quais componentes são utilizados.
Objetivo
O objetivo deste trabalho é trazer um pouco de conhecimento sobre alguns temas da eletricidade, como ela é aplicada e suas funções. 
Justificativa
Este trabalho avalia alunos do curso Engenharia de Produção e tendo como fins, a aprovação na disciplina Princípios de eletricidade.
Metodologia 
Este trabalho foi realizado utilizando livros disponíveis na biblioteca Euclides da Cunha, presente em Duque de Caxias no campus Unigranrio.
Circuito rc
Os circuitos RC são circuitos onde um resistor de resistência R é associado em série a um capacitor de capacitância C, assim como uma bateria de fem. E. É denominado circuito RC, filtro RC ou malha RC.  Ele consiste de um resistor e de um capacitor, podendo estar ligados tanto em série quanto em paralelo, sendo alimentados por uma fonte de tensão.
Quando uma tensão alternada é aplicada sobre o circuito RC, a corrente continua adiantada em relação a ela, só que de um ângulo menor que 90°, pois enquanto a capacitância tende a defasá-la em 90°, a resistência tende a colocada em fase com a tensão.
CIRCUITO RC SÉRIE
Há uma diferença de potencial nas extremidades do resistor e também nas extremidades do capacitor. Isto deve-se a queda de tensão gerada por cada um destes dispositivos. Sabe-se que, segundo a lei das malhas de Kirchoff, que a soma das diferenças de potencial para qualquer circuito fechado é nula. Se o circuito for de duas malhas ou mais a soma também é nula, pois cada ramificação em particular é fechada. Isto equivale a dizer que a soma das intensidades das tensões positivas é igual a soma das intensidades das tensões negativas.
Vendo o circuito como um divisor de tensão, vemos que a tensão sobre o capacitor é dada por:
e a tensão sobre o resistor é dada por:
.
CIRCUITO RC PARALELO
O circuito RC paralelo é geralmente de menor interesse que o circuito série. Isto ocorre em maior parte pelo fato de a tensão de saída ser igual à tensão de entrada. Como resultado, este circuito não atua como um filtro no sinal entrada, ao menos que este seja alimentado por uma fonte de corrente.
2.3 IMPEDÂNCIA EQUIVALENTE
É calculada utilizando a mesma expressão para o calculo da resistência equivalente de dois resistores em paralelo.
CIRCUITOS RL
A análise de circuitos RL e RC são similares. A maior diferença é que as respostas de ângulo de fase são opostas – reatância indutiva cresce com a frequência, enquanto reatância capacitiva decresce com a frequência.
Como nos circuitos RC, todas as correntes e tensões em qualquer tipo de circuito RL são senoidais quando a tensão de entrada é senoidal. 
Quando um circuito é puramente indutivo, o ângulo de fase entre a tensão aplicada e acorrente total é 90º, com a corrente atrasada da tensão. Quando existe uma combinação de resistência e de reatância indutiva em um circuito, o ângulo de fase da corrente em relação à tensão fica situado entre 0 e -90º, dependendo dos valores de resistência e reatância.
Vale lembrar que indutores reais apresentam resistência de enrolamento, capacitância entre as espiras, e outros fatores que tornam o comportamento do indutor diferente daquele de um componente ideal. 
3.1 CIRCUITO RL SÉRIE
	Na prática um indutor apresenta uma  resistência, e além disso  podemos ter resistores em série com o indutor, neste caso a corrente continuará atrasada em relação à tensão mas de um angulo  menor do que 90º
 
 
Para este circuito temos  as seguintes expressões:
    
	
	       
	
3.2 CIRCUITO RL PARALELO
Para a analise desse tipo de circuito, considera-se que um condutor é ideal (corrente  atrasada de 90º em relação à tensão). Nesse circuito a tensão do gerador V é a mesma do resistor vR, e no indutor vL. Porém a corrente fornecida pelo gerador I é a soma vetorial das correntes no resistor iR, e no indutor iL.
Não esqueça  que num circuito paralelo a tensão em todos os elementos em paralelo é a mesma, é a partir dessas características que construímos o diagrama fasorial.
3.3   CÁLCULO DA IMPENDÂNCIA EQUIVALENTE 
Do ponto de vista de análise, não interessa saber qual a fase inicial da tensão da rede.  O que importa realmente  é a  defasagem entre a tensão total (tensão da rede) e a corrente total (corrente fornecida pela rede), e o que determinará  essa defasagem   será a carga (R e L).
Para este circuito valem as seguintes expressões:
	
	
	
	
4 CIRCUITOS RLC
	
Um circuito RLC (também conhecido como circuito ressonante ou circuito aceitador) é um circuito elétrico consistindo de um resistor (R), um indutor (L), e um capacitor (C), conectados em série ou em paralelo. 
	O circuito RLC é chamado de circuito de segunda ordem visto que qualquer tensão ou corrente nele pode ser descrita por uma equação diferencial de segunda ordem.
4.1 CIRCUITO RLC SÉRIE
Em um circuito RLC série a tensão total aplicada é a soma vetorial das tensões no resistor, capacitor e indutor. Isto é:
v = vR+vL+vC
As tensões vL e vC estãodefasadas 180° entre si, e a soma vetorial delas é a diferença entre seus módulos, com fase igual a da tensão de maior de maior modulo.
Consiste de um resistor (R), um indutor (L), e um capacitor (C), conectados em série.
4.2 CIRCUITO RLC PARALELO
Em um circuito RLC paralelo a corrente total fornecida pelo gerador é a soma vetorial das correntes no resistor, capacitor e indutor. Isto é:
i = iR+iL+iC
Uma maneira de recuperar as propriedades do circuito RLC, é através do uso da não-dimensionalização.
	
	Notações do circuito :
V - tensão da fonte de alimentação 
I - corrente do no circuito 
R - resistência do resistor 
L - indutância do indutor 
C - capacitância do capacitor 
4.3 IGUALDADES E DIFERENÇAS ENTRE SÉRIE E PARALELO
	As expressões para a largura de banda nas configurações em série e em paralelo são inversas. Isto é particularmente útil para determinar se uma configuração em série ou em paralelo deve ser utilizada no projeto de um circuito particular. 	Entretanto, na análise de circuito, geralmente, a recíproca das duas variáveis posteriores é utilizada para caracterizar o sistema.
5 Considerações Finais
Referências Bibliográficas
Análise de circuitos em correntes alternadas - Eng. Romulo Oliveira Alburquerque.
Circuitos Elétricos - Carlos Peres Quevedo
Fundamentos de Análise de Circuitos elétricos - David E. Johnson, John L. Hilburn e Johnny R. Johnson 
Análise de circuitos - O'Malley 
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