Experiência Circuito RL PDF

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Experiência sobre circuitos RL...

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA – DEE LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS I

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Roteiro-Relatório da Experiência N 09 “Circuitos RL” 1. COMPONENTES DA EQUIPE: ALUNOS

1

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2 3

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NOTA

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2. OBJETIVOS 2.1. Calcular algebricamente e determinar experimentalmente a constante de tempo de circuitos RL, assim como o desfasamento em cada caso. 3. PARTE TEÓRICA Indutores - “Um indutor é um dispositivo elétrico passivo que armazena energia na forma de campo magnético. Tem forma de enrolamento.”

Figura 1 – (a) Desenho dos campos magneticos no indutor (b) Símbolo elétrico de um indutor. Para calcular a tenção que passa por um indutor, pode-se utilizar a equação (1): (1)

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Integrando a equação (1), é possível expressar a corrente em função da tenção em relação ao tempo. (2) Circuito RL - Este circuito é formado basicamente por um resistor (R) em série com um indutor (L) e conectados a uma fonte de tensão, conforme Figura (3). Para calcular a constante de tempo deste circuito, utiliza-se a equação (3) (3) A figura 2 mostra as curvas de carga do indutor, enquanto ocorre aumento da corrente a tenção diminui.

Figura 2 – Reposta temporal da corrente I no indutor durante seu carregamento e da tenção VL no indutor durante seu carregamento Como se percebe através da figura (2), a corrente no indutor ao longo do tempo não é linear, para calcular a corrente em qualquer momento do ciclo de carga utiliza-se a eq. (4). (4) onde

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é a corrente no indutor, Vs é a tensão do gerador e t é o tempo decorrido.

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4. MATERIAL UTILIZADO 4.1. Gerador de forma de onda 4.2. 1 resistor de 47 Ω 4.3. 2 indutores de 470 µH 4.4. Multímetro. 4.5. Osciloscópio. 5. PRÉ-RELATÓRIO

(a) (b) (c) Figura 3 – Diagrama esquemático do circuito RL. (a) simples. (b) paralelo. (c) série. 5.1. Realizar os cálculos abaixo, anotando os resultados na tabela 1. 5.2. Calcular a constante de tempo dos circuitos a, b e c da figura 3. Dado que a fonte VS = 2 V, calcular usando a equação 4: 5.3. Corrente no resistor para cada um dos circuitos da figura 3, considerando t=10 us. 5.4. Corrente no resistor para cada um dos circuitos da figura 3, considerando t=30 us. 5.5. Corrente no resistor para cada um dos circuitos da figura 3, considerando t=80 us. TABELA 1 – Valores teóricos. Figura 3 τ Ic(t=10 us) Ic(t=30 us) Ic(t=80 us)

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Circuito (a)

Circuito (b)

Circuito (c)

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6. PARTE EXPERIMENTAL 6.1. Medição dos Resistores 6.1.1. Identifique e meça o resistor preenchendo a TABELA 1 abaixo. TABELA 2 – Resistores utilizados no experimento. R Resistência Nominal [ Resistência Medida []

6.2. Montagem do circuito 6.2.1. Montar o circuito da figura 3(a); 6.2.2. Configurar o gerador de sinais para uma onda quadrada de 1 Vp e frequência 1 kHz; 6.2.3. Antes de conectar o gerador no circuito, medir a tensão de entrada utilizando o osciloscópio; 6.2.4. Conectar o gerador de sinais no circuito 6.3. Medições Para medir a corrente que passa pelo indutor/indutores, mede-se a tensão no resistor. Realizar as medições a seguir, anotando os valores nas tabelas 3, 4 e 5. 6.3.1. 6.3.2. 6.3.3. 6.3.4. 6.3.5.

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Medir a tensão de pico no resistor Medir a constante de tempo do circuito (63% do valor em regime) Fazer as mesmas medições para a frequência de 10 kHz Repita os procedimentos 6.3.1 a 6.3.3 para o circuito da figura 3 (b) Repita os procedimentos 6.3.1 a 6.3.3 para o circuito da figura 3 (c)

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TABELA 3 – Valores Medidos para o circuito da figura 3 (a). 1 kHz

10 kHz

Vc [V] τ TABELA 4 – Valores Medidos para o circuito da figura 3 (b) 1 kHz

10 kHz

Vc [V] τ

TABELA 5 – Valores Medidos para o circuito da figura 3 (c) 1 kHz Vc [V] τ

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10 kHz

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7. PÓS-RELATÓRIO 7.1. O experimento se mostrou válido? Explique porque. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

7.2. Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

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