Aluno Matrícula 4º período - º semestre de 200

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1 UNIVRSIDD DO STDO DO RIO D JNIRO FCULDD D NGNHRI DPRTNTO D NGNHRI LTRIC 3º RLTÓRIO D LTRICIDD II Circuitos com energia elétrica contínua. polaridade luno atrícula º período - º semestre de 200 ÍNDIC: - ª parte: identificação ( folha de rosto )-- pag. - 2ª parte: descrição do trabalho pag. 2-3ª parte: base de dados pag. 5 - ª parte: exposição do experimento pag. 8-5ª parte: gráficos pag. 9 Rio de Janeiro, de de 200

2 3ª parte base de dados Obs. Nas figuras seguintes este símbolo indica possíveis sobrecargas. item 2.3.a.6 ( pag. 5) item 6.5 D R C D C R m m Item 6.6 Item 6.7 D R C D C R m m Item 6.8 item 6.9 D R C V C D R C m m URJ 2002 º SSTR LTRICIDD II pag. 5

3 2.7 - TBL 2 : QUDRO D DIDS item 2.6.c.3 Leitura no alcance inferior Leitura no alcance superior Leitura no alcance correto ultiplicador no alcance correto DID ( no alcance correto ) Valor teórico esperado Percentual de erro scala utilizada V exemplo B ,75 ± 0,03,52 ± 0,02 v,50 ± 0,05,5 v 0 % 0 DC LUNO () V ,6 ± 0,05 6,00 ± 0,02 V 6,0 ± 0, 6 0 DC (B) V ± 0,05 2,80 ± 0,02 V 2,8 ± 0, 2,837 0 DC (C) V ,3 ± 0,05 3,20 ± 0,02 V 3,2 ± 0, 3,63 0 DC (D) V D , 5 ± 0,02 5,0 ± 0,02 0, V,580±0,00,58 25 DC () V ± 0,002 0,0 V 0, 0 25 DC I ,95 0, ,3 LUNO B LUNO C DID Valor DID Valor ( no alcance teórico ( no alcance teórico correto ) esperado correto ) esperado () V 7,2 ± 0,02 7,2 V 8, ± 0,02 8, V (B) V 3,2 ± 0,02 3,8 V 3,5 ± 0,02 3,6 V (C) V,0 ± 0,02,09 V 5,0 ± 0,02,95 V (D) V D,5 ± 0,02 2,009 V,5 ± 0,02 2,77 V () V ± 0,002 0 ± 0,002 0 I 0,6 0,376 Item 2.3.b lista de materiais item 2.3.b ( pag. 5 ) item 2.3.f Tipo de equipamento Nome do fabricante odelo do equipamento Número de série N 0 patrimonial URJ Resistor (r) Desconhecido Ω - /8 W Desconhecido Não tem 2 Resistores (r2-r3) Desconhecido 8 Ω - /8 Watts Desconhecido Não tem Cap. eletrolítico Siemens 7 µf x 2 V Desconhecido Não tem Indutor Leybold Heraus 0,0H 9,5Ω-,25 Desconhecido Não tem iliamperímetro Leybold Heraus ultímetro inipa T 30 Desconhecido 5657 Díodo Desconhecido 2 x 250 V Desconhecido Não tem Gerador DC ico 06-S Régua de terminais Lab. URJ Não tem Não tem Não tem Item 7 item 2.3.f descrição dos controles No multímetro ( VO ) : Chave de função e alcance. Permite a escolha da função ( volts CC, volts C, Corrente CC ou ohms ) em que será empregado. mesma chave ajusta o aparelho para o alcance ( no caso da função ohms trata-se do multiplicador ) desejado. Obs. : por uma questão segurança a função ohms não foi utilizada nesse experimento, e por isso o botão de ajuste de 0 (zero) ohms também não foi operado. No gerador DC : Voltage permite o ajuste da tensão que se deseja que o gerador forneça. Range devido ao limite de potência que o gerador pode fornecer, ajusta os limites permitidos entre tensão e corrente. O produto V*I dos ajustes permitidos pela chave Range conduz numericamente à mesma potência. URJ 2002 o SSTR LTRICIDD II - 3 a ula Prática pag. 6

4 Itens 2.6.b. e 2.6.b. reprodução das tentativas de medidas feitas LCNC SUPRIOR FIX = 50v LCNC CORRTO FIX = 2,5v FIX = 250v lunos, B, C LCNC CORRTO FIX = 0v V LCNC SUPRIOR FIX = 50v FIX = 250v lunos, B, C LCNC CORRTO FIX = 0v V LCNC SUPRIOR FIX = 50v FIX = 250v lunos, B, C LCNC SUPRIOR FIX = 0v LCNC CORRTO V FIX = 250v FIX = 50v lunos, B, C LCNC CORRTO FIX = 5v FIX = 2,5v V D LCNC SUPRIOR FIX = 2,5v lunos, B, C LCNC SUPRIOR FIX = 6 FIXS 0v 50v 250v lunos, B, C FIX = 0,6 LCNC CORRTO lunos, B, C V I URJ 2002 o SSTR LTRICIDD II - 3 a ula Prática pag. 7

5 ª parte: xposição do experimento item 2.3.a.7 ( pag. 5 ) Item 6..a indutância, em um campo magnético, que podemos perceber pelos efeitos magnéticos ( atração de pedaços de ferro por exemplo ) - capacitância, em um campo elétrico, que podemos perceber pela tensão que se desenvolve que se desenvolve. Item 6..b m ambos os casos poderão ser descarregados colocando-se uma resistência em paralelo. Item 6.2.a Não. Item 6.2.b O capacitor de µf poderá tentar fornecer energia ao ultímetro, e o ultímetro não está ajustado para receber esta energia e provavelmente sofrerá danos. Item 6.3.a que de tensão na componente resistiva da indutância. Item 6.3.b Como estamos considerando o díodo ideal, o mesmo colocará a indutância em curto e portanto a tensão será zero. Item 6.3.c Na montagem indicada, o díodo terá a mesma polaridade da indutância, isto é, o positivo ( + ) nos nós e, o negativo ( - ) nos nós e Item 6.3.d indutância produzirá uma tensão com polaridade contrária a existente ( que foi descrita no item 6.3.c acima ) e dessa maneira fará o díodo conduzir, e como o díodo é considerado ideal causará uma queda de potencial igual a zero. Item 6.3.e será toda dissipada pela resistência do enrolamento da bobina. Item 6.d.f Como o circuito da indutância foi aberto instantaneamente, esta produzirá uma tensão que tentará manter a corrente circulando. Porém um circuito aberto significa uma resistência de valor infinito e portanto a tensão produzida pela indutância tenderá para o infinito e nesse caso o voltímetro provavelmente não suportará esta condição. Item 6. O seu dielétrico perde a propriedade isolante e o mesmo passa a conduzir comportando-se como um resistor e produzindo calor. ventualmente poderá explodir devido a formação de gases produzidos durante o processo de aquecimento ( dissipação de energia ). Item 6.5 Construa você mesmo o circuito conforme as informações seguintes: - O díodo conduz, isto é, existe um curto entre os nós e. - polaridade no capacitor eletrolítico ficará invertida. Nesse caso será equivalente a uma resistência em paralelo com R3, ou se explodir será um circuito aberto. - O miliamperímetro ficará com a polaridade invertida e nada indicará. - Com a condução do díodo ( equivalente a um curto circuito ) e com o capacitor eletrolítico comportando-se como um resistor, a corrente no circuito aumentará podendo colocar em sobrecarga o próprio díodo, R, R2, R3 e o miliamperímetro. Item 6.6 Construa você mesmo o circuito conforme as informações seguinte: - O díodo conduz, isto é existe um curto entre os nós e. - Com a condução do díodo ( equivalente a um curto circuito, a corrente no circuito aumentará podendo colocar em sobrecarga o próprio díodo, R, R2, R3 e o miliamperímetro. Item 6.7 Construa você mesmo o circuito conforme as informações seguintes: - polaridade no capacitor eletrolítico ficará invertida. Nesse caso será equivalente a uma resistência em paralelo com R3, ou se explodir será um circuito aberto. - Com o capacitor comportando-se como um resistor, a corrente no circuito aumentará podendo colocar em sobrecarga o próprio díodo, R, R2, R3 e o miliamperímetro. Item 6.8 Construa você mesmo o circuito conforme a informação seguinte. - O miliamperímetro ficará com a polaridade invertida e nada indicará. Item 6.9 O miliamperímetro nada indicará e poderá sofrer danos. - O capacitor eletrolítico sofrerá danos, e nesse caso será equivalente a uma resistência em paralelo com R3, ou se explodir será um circuito aberto. - O díodo será um circuito aberto em um dos semiciclos da senóide e um curto circuito no outro semiciclo. - s consequências podem ser avaliadas pelo exposto nos itens 6.5 a 6.9 acima. Item 2.3.f ( pag. 6 ) Item 6.0 Circuitos com energia elétrica contínua a polaridade Item 9 item 2.3.f - emória de cálculo: Princípios e leis utilizados: lementos de circuitos : curto circuito, circuito aberto, parâmetros elétricos R, L, C. Circuitos equivalentes série e paralelo. Cálculo da resistência interna do miliamperímetrov / I ( item 2.3.f e item 0 ) R Im 0, = = 0, 58 Ω 0,95 URJ 2002 o SSTR LTRICIDD II - 3 a ula Prática pag. 8

6 Item 2.3.f -Comentários O objetivo da experiência foi constatar a importância da polaridade quando trabalhamos com energia elétrica na forma contínua. Para isso foi necessário observa-se com conectar a fonte DC, o miliamperímetro, o capacitor eletrolítico e o díodo ao circuito. Qualquer dos componentes citados acima, se conectado com a polaridade contrária a especificada poderá sofrer danos e também causar ( de uma maneira indireta ) danos aos outros dispositivos. É interessante observa-se o funcionamento do díodo em paralelo com a indutância. Quando foi feita a comutação da faixa ( alcance ) do miliamperímetro o circuito foi interrompido no braço - o que ocasionou uma mudança brusca ( descontinuidade ) da corrente que circulava pela indutância. O comportamento da indutância é de tentar manter a mesma corrente ( no instante da abertura do circuito em - ) mudando a polaridade. ssa polaridade é também aplicada ao díodo colocando-o em condução, isto é, a energia liberada pela indutância é reconduzida ( para a indutância ) e é dissipada na componente resistiva do enrolamento ). Interessante também é a possibilidade de calcularmos a resistência interna ( um valor aproximado ) do miliamperímetro ( item 0 teste os seus conhecimento ) pois sabemos qual o valor da corrente que por ele circula e por termos medido a diferença de potencial em seus extremos ( penúltimo item da tabela 2 Quadro de medidas ) 5ª parte: gráficos item 2.6.b.3. Obs. Os gráficos de V D e V estão em escala logarítmica V V V FIX FIX FIX V D V DI I 0, 0,0 0,0 0,0 2, FIX 0,00 5 2, FIX 0,6 6 FIX URJ 2002 o SSTR LTRICIDD II - 3 a ula Prática pag. 9

7 3 -CUTLS INICIIS CO O GRDOR. XCUÇÃO DS DIÇÕS 3.- Verifique quantos volts o gerador deverá fornecer juste o VO para a função DC e alcance adequados ntes de conectar () e ligar (2) o gerador verifique se está ajustado para fornecer ZRO volts. Gire o botão de controle VOLTG todo para a esquerda, movimento no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio. 3.- gora a tensão do gerador deve ser zero e você deve estar com o VO no maior alcance possível. Você lembra o que respondeu para o item 3 do questionários da 2 a experiência? ntes de ajustar o gerador, responda para você mesmo: Qual a escala (3) que utilizará? Gire lentamente o controle "VOLTG " do gerador até consegui a leitura do valor desejado, no voltímetro, no maior alcance possível e na escala (3) que você escolheu como adequada Você sabe em que posição na escala (3) o índice () deverá ficar? note no rascunho da escala ( item 6.3 VO ) fornecida à pag.5 a posição do índice para cada tentativa feita e marque o ponto correspondente no gráfico " alcance X acuidade visual ". no rascunho à pag Reduza o alcance do VO e repita os itens 3-5 à 3-9 até chegar ao NOR ( tome cuidado ) alcance que poderá utilizar.. Você lembra o que respondeu para o item 6 do Preparatório de instrumentação da 2 a experiência? LCNC CORRTO- FIX = 0 FIX = 50, B, C FIX = 250 CONCTR - significa ser ligado fisicamente à rede elétrica e, ou à montagem da experiência. 2 LIGR - nesse caso significa acionar a chave elétrica que energiza o dispositivo. 3 NBR SCL ( D U INSTRUNTO NLÓGICO ) Série de números e, ou marcas no dispositivo indicador e que, combinada com o índice, permite a leitura do valor da grandeza medida. NBR ÍNDIC ( D U INSTRUNTO NLÓGICO ) Parte móvel ou fixa do dispositivo indicador ( ponteiro, agulha, ponto luminoso, ranhura, etc. ) cuja posição em relação à escala permite a determinação do valor da grandeza medida. URJ 2002 o SSTR LTRICIDD II - 3 a ula Prática pag. 20