CIRCUITOS ELÉTRICOS. Aula 03 RESISTORES EM CORRENTE ALTERNADA E CIRCUITOS RL

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1 CIRCUITOS ELÉTRICOS Aula 03 RESISTORES EM CORRENTE ALTERNADA E CIRCUITOS RL

2 Mas como sempre, primeiro a revisão... Indutância L Capacidade de armazenar energia magnética por meio do campo criado pela corrente. Unidade é Henry (H). Reatância Indutiva XL Medida da oposição a variação de corrente. Unidade é o ohms (Ω). A lei de ohm deve ser adaptada!!! V L = X L. I L X L = V L I L I L = V L X L

3 FONTE... e um exercício! 1) No circuito indutivo montado abaixo, algumas medições estão sendo realizadas. Utilizando estes valores, encontre o que se pede: a. O valor da reatância indutiva (XL) do circuito? b. O valor da Indutância (L)? I L = V L X L X L = V L I L 3.35 V L = X L. I L 127

4 Resistência Elétrica A resistência elétrica é uma propriedade que os materiais em geral têm, de dificultar o movimento de elétrons (ou a passagem da corrente elétrica). O valor da resistência elétrica de um elemento depende da resistividade elétrica do material utilizado na sua construção. O valor da resistência elétrica de um elemento pode ser calculada das seguintes formas (Lei de Ohm): R = ρ. l A R = V R I R V = R. I I R = V R R Exemplos de dispositivos que funcionam a partir do princípio do efeito joule (calor): Chuveiro, aquecedores elétricos e lâmpadas incandescentes. Em circuitos eletrônicos são utilizados associados em série ou paralelo.

5 Comportamento em CA? Pelo fato de a resistência não ser um elemento reativo (que armazena energia), seu comportamento em circuitos de corrente alternada é excelente. Como dito anteriormente, a corrente que passa por um resistor pode ser encontrada a partir da Lei de Ohm. I R = V R R Mas, e como ficam as formas de onda da tensão e da corrente?

6 FONTE Mais um exercício, mas agora, prático! 1) Monte o circuito abaixo, e efetue as medidas de tensão e corrente. A partir destes valores medidos, encontre os seguintes valores: a. Valor da tensão de pico e tensão pico-a-pico; b. Valor da corrente de pico e corrente pico-a-pico; c. O valor da reatância indutiva (XL) do circuito? d. O valor da Indutância (L)? 127 I L = V L X L V L = X L. I L X L = V L I L 3.35 EQUIPE 01 EQUIPE 02 EQUIPE 03 EQUIPE 04 EQUIPE 05 EQUIPE 06 EQUIPE 07 EQUIPE 08 INDUTORES RESISTORES

7 Fase inicial de um sinal Referência A fase inicial de um sinal, não necessariamente precisa estar em 0º. Porém, quando comparamos dois sinais, é comum levarmos um deles como referência. Fasores É comum representarmos sinais, sejam eles adiantados ou atrasados, na forma de fasores. Os fasores são entendidos como a análise do sinal no domínio da frequência. Um fasor é um vetor que gira em um plano cartesiano com a unidade em graus. 7

8 Fase inicial de um sinal Adiantado Se o sinal está adiantado, a fase inicial θ é positiva, representando um deslocamento da quantidade de graus no sentido anti-horário com relação ao eixo de referência (0º). Como pode ser visto no diagrama fasorial, o sentido positivo de giro do fasor é sempre anti-horário. Domínio do tempo Domínio fasorial Atrasado Se o sinal está atrasado, a fase inicial θ é negativa, representando no diagrama fasorial um deslocamento no sentido horário da referência. Domínio do tempo Domínio fasorial E qual o tamanho deste fasor O tamanho do fasor é igual ao valor eficaz (RMS) do sinal (tensão ou corrente). 8

9 Defasagem entre sinais alternados A diferença de fase entre dois sinais de mesma frequência é chamada de defasagem. Para que a defasagem possa ser calculada, um dos sinais deve ser utilizado como referência. Por convenção, devemos usar a corrente com o referência. DEFASAGEM ENTRE TENSÃO E CORRENTE A defasagem é simbolizada por ϕ. Sendo que a defasagem é dada pela seguinte fórmula: = θ V θ I Sendo possível duas situações: Tensão adiantada em relação à corrente Tensão atrasada em relação à corrente 9

10 Exercício 01 1) Para aquele exercício prático que fizemos anteriormente, monte o diagrama fasorial das duas situações: a. Tensão e corrente no resistor; V pp = 2. V p X L = V L I L = θ V θ I V = R. I b. Tensão e corrente no indutor. R = V R I R I L = V L X L I R = V R R V L = X L. I L 10

11 Exercícios 02 2)Para os sinais abaixo, encontre o que se pede (Amplitude 0 a 5). V,A Tensão V pp = 2. V p X L = V L I L Corrente = θ V θ I V = R. I 50ms Período R = V R I R I L = V L X L a. A fase do sinal de tensão. b. A fase do sinal de corrente. c. A defasagem entre os dois. d. A impedância do sistema. Z = V I I R = V R R V L = X L. I L 11

12 Mas o que é impedância? Conceito de impedância A impedância Z, em ohm (Ω), é um número complexo que caracteriza um dispositivo ou circuito, e reflete a oposição total que ela impõe à corrente alternada e a defasagem total entre a tensão e a corrente. O símbolo genérico de impedância (Z) é apresentado abaixo. Z A impedância Z é composta por um componente real denominada RESISTÊNCIA (R) e por uma componente imaginária denominada REATÂNCIA (XL). A impedância pode ser escrita na forma retangular: Ou na forma polar:

13 Exercício Z = R + jx 1) Encontre a impedância dos circuitos abaixo na forma polar e retangular (f=60hz): Z = Z φ a. Circuito 01: 12 Ω 15,91 mh b. Circuito 02: 30 /30º Ω

14 E para calcular a tensão e a corrente em cima de uma impedância? Vamos aprender a multiplicar e dividir fasores na forma polar... Mas, agora é no quadro!