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Relatório de Aula Prática
Aluno (a): Anderson Lopes da Silva Emilly Gabriele de Oliveira Silva Geize Nayara Damascena Silva Samara Carvalho Soares Data: 25 de novembro de 2021 CIRCUITO DIVISOR DE TENSÃO OBJETIVOS : O objetivo dessa prática é projetar um circuito divisor de corrente com as seguintes especificações: •Três saídas, uma com 3V, outra também 3V e uma 6V. (Alimentação de três circuitos diferentes). •Frequência da tensão de saída: 60Hz. MATERIAIS :
- Software Multisim;
- Resistores;
- Fonte de corrente;
- Multímetro; •Fonte de tensão senoidal de 60 Hz com Vp = 12Vrms. PROCEDIMENTO : Na realização dessa prática foi montado três circuitos divisores de tensão em série equivalentes, em que ambos possuíam uma fonte com frequência determinada de 60Hz e um multímetro onde pode-se verificar as tensões de saída de cada um. Lembrando que a tensão em um resistor é diretamente proporcional a resistência, e lembrando da relação entre as tensões que nos foi dada, imaginando x1=3v, x2=3v e x3=6v, logo temos a seguinte relação algébrica, x1=x2 e x3 =2*x1, sendo assim foi usado essa relação e as equações (1), (2) e (3), para determinar os componentes do circuito, sendo assim temos os respectivos circuitos das figuras (1), (2) e (3):
Dessa forma, foi calculado que a tensão sobre um resistor em uma associação em série é igual ao valor da resistência multiplicado com o valor da corrente, uma vez que em circuitos em série, a corrente é a mesma em todos os elementos. Seguindo a equação para o divisor de tensão temos que a tensão de saída é igual a v tensão de entrada multiplicado pela resistência de um determinado resistor pela soma das resistências do circuito, como demonstrado na equação (X): 𝐼 = 𝑉 𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑅 1 = 𝑅 1 × 𝐼 1 (2)
𝑉(𝑠𝑎í𝑑𝑎) = 𝑅 1 ×𝑉(𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒) 𝑅 1 +𝑅 2
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Na figura 1 temos o circuito resistivo divisor de tensão com a saída de VR1=3V e VR2=9V, que conferem com os resultados obtidos usando a equação (3), como pode ser observado nos multímetros associados aos resistores R1 e R2, e usando a equação (1) foi encontrado a corrente I=3A: Figura 1 – Circuito resistivo divisor de tensão. Fonte: Próprios Autores. Na figura 1 temos o circuito resistivo divisor de tensão com a saída de VR1=6V e VR2=6V, que conferem com os resultados obtidos usando a equação (3), como pode ser observado nos multímetros associados aos resistores R1 e R2, e usando a equação (1) foi encontrado a corrente I=3A: Figura 2 - Circuito resistivo divisor de tensão.
O objetivo dessa prática é projetar um circuito divisor de corrente com as seguintes especificações: •Três saídas, uma com 3V, outra também 3V e uma 6V. (Alimentação de três circuitos diferentes). •Frequência da tensão de saída: 60Hz. MATERIAIS :
- Software Multisim;
- Resistores;
- Fonte de corrente;
- Multímetro; •Fonte de tensão senoidal de 60 Hz com Vp = 100Vrms. PROCEDIMENTO: Na realização dessa prática foi montado três circuitos divisores de corrente em paralelo equivalentes, em que ambos possuíam uma fonte com frequência determinada de 60Hz e um multímetro onde pode-se verificar as correntes em cada um. Foi usado a relação dada entre as correntes para determinar a tensão total do sistema, imaginando x1=50mA, x2=50mA e x3=100mA, e lembrando que para calcular divisor de corrente, temos que a corrente que passa por um resistor é igual à tensão da fonte dividida pela resistência dele, como vimos na equação (4), logo podemos determinar que a fonte tem 100 Vrms, sendo assim podemos determinar as resistências, que são 1KΩ, 1KΩ e 2KΩ, para atender as correntes pré-definidas. A tensão é igual à multiplicação da resistência em paralelo com a corrente total e a resistência em paralelo é igual ao produto das resistências dividido pela soma delas. Logo, a corrente sobre o resistor 2 será a razão do resistor 1 pela soma dos dois resistores multiplicada pela corrente total. 𝐼 1 = 𝑉𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒 𝑅 1
𝑅 1 𝑅 1 +𝑅 2 ×𝐼𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
R1×R R1+R
𝑉 = 𝑅𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 × 𝐼𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (7)
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Na figura 4 podemos ver o circuito divisor de corrente equivalente com uma tensão aplicada de 100Vrms com a corrente do resistor R1 sendo, IR1=50mA, que foi calculada usando a equação (5) e pode ser observado pelo multímetro associado ao resistor R1. Figura 4 - Circuito resistivo divisor de corrente. Fonte: Próprios Autores. Na figura 5 temos repetido o mesmo raciocínio da figura 4, onde podemos ver o circuito divisor de corrente equivalente com uma tensão aplicada de 100Vrms com a corrente do resistor R1 sendo, IR1=50mA e a corrente do resistor R2 sendo IR2=100mA, que foram calculadas usando a equação (5), e as podem ser observadas nos multímetros associados aos resistores R1 e R2. Figura 5 - Circuito resistivo divisor de corrente. Fonte: Próprios Autores.
- Fonte CA;
- Osciloscópio;
- Multímetro;
- Software Multisim.
- Software Excel; PROCEDIMENTOS: Para a realização da prática foram montados dois circuitos, sendo um resistivo capacitivo (RC), conforme apresentado na Figura 7 e 8 , e um Circuito Resistivo Indutivo (RL), conforme a Figura 9 e 10. Os valores para o cálculo da tensão do capacitor e do indutor, aplicando a resistência pico a pico foram aproximados de 10, 14 e 16 pico a pico. Podemos observar na Figura 7 , que a medição da tensão no resistor para o circuito RC (Vrpp= 9,83V), que foi utilizado para medir os demais valores do Vref e do Ief do circuito, como apresentado na equação abaixo. Figura 7 - Circuito Resistivo Capacitivo Fonte: Próprios Autores. Na Figura 8 , é apresentado a medição da tensão pico a pico no capacitor (Vcpp= 1.55V), que foi utilizado para calcular os demais valores de Vcef e Xc, como é mostrado nas equações abaixo: ( 8 ) ( 9 )
Figura 8: Circuito Resistivo Capacitivo Fonte: Próprios Autores. Sendo a reatância capacitiva (XC) inversamente proporcional à frequência da corrente ( f C) e ao valor do capacitor, com isso, foi utilizada a seguintes equações para a realização dos cálculos: ( 10 ) ( 11 ) ( 12 ) RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Tabela 1 mostra os valores obtidos na medição das tensões do resistor e do capacitor pico a pico para as amplitudes determinadas com os demais valores calculados a partir deles, como vimos nas figuras anteriores: Tabela 1: Dados referentes ao circuito RC Vrpp(v) 9,83 13,63 15, Vref(V) 3,47 4,82 5,
Fonte: Próprios Autores. A seguir temos o Gráfico 1, onde encontra-se os dados da reatância capacitiva versus frequência que estão apresentados na Tabela 2. Gráfico 1 - Frequência versus Capacitância Fonte: Próprios Autores. CONCLUSÃO: A partir dos dados fornecidos de frequência e analisando o Gráfico 1 e os valores que foram obtidos para a reatância capacitiva, podemos concluir que a reatância capacitiva é inversamente proporcional a frequência aplicada ao circuito, uma vez que a medida em que a frequência aumenta a reatância capacitiva tende a diminuir. CIRCUITOS RESISTIVOS INDUTIVOS Na Figura 9, é mostrado a medição da tensão pico a pico no resistor (Vrpp= 10,01V), que foi utilizado para calcular os demais valores de Vref e Ief, como é mostrado nas equações (9) e ( 1 2): 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Xc( Ω ) f(kHZ)
Figura 9 - Circuito Resistivo Indutivo Fonte: Próprios Autores. Na Figura 10, é apresentado a medição da tensão pico a pico no indutor (Vlpp= 63,05V), que foi utilizado para calcular os demais valores de Vlef e Xl, como é mostrado nas equações (9) e (16): ( 15 ) 𝑋𝐿 = 𝑉𝑙𝑒𝑓 𝐼𝐸𝑓
Figura 10 - Circuito Resistivo Indutivo Fonte: Próprios Autores. Na Tabela 4, mostra os valores obtidos na medição das tensões do resistor e do indutor pico a pico para as amplitudes determinadas com os demais valores calculados a partir deles, como vimos nas figuras anteriores: Tabela 4 - Dados referentes ao circuito do indutor e do resistor Vrpp 10,01 14,03 15,
A seguir temos o Gráfico 2, onde encontra-se os dados da reatância indutiva versus frequência que estão apresentados na Tabela 5. Gráfico 2 - Reatância indutiva vs frequência Fonte: Próprios Autores. CONCLUSÃO: A partir dos dados fornecidos de frequência e analisando o gráfico e os valores que foram obtidos para a reatância indutiva, podemos concluir que a reatância indutiva é diretamente proporcional a frequência aplicada ao circuito, uma vez que a medida em que a frequência aumenta a reatância indutiva tende a aumentar também. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 20 40 60 80 100 120 XL (Ω ) f(kHZ)
