Circuitos Elétricos. Dispositivos Básicos e os Fasores. Prof. Dr. Eduardo Giometti Bertogna

Transcrição

1 Circuitos Elétricos Dispositivos Básicos e os Fasores Prof. Dr. Eduardo Giometti Bertogna

2 Fasores Método válido porém longo é somar algebricamente as ordenadas em cada ponto ao longo da abscissa.

3

4 Fasores Um método mais rápido utiliza um vetor radial girante. Esse vetor radial que tem um módulo constante e uma extremidade fixa na origem é denominado fasor quando utilizado em análise de circuitos elétricos

5 Soma de 2 tensões senoidais e seus respectivos fasores

6 Soma de 2 correntes senoidais e seus respectivos fasores

7 Fasores Utilizando álgebra vetorial, temos: Em termos práticos, podemos utilizar a seguinte notação:

8 Fasores Portanto, de agora em diante temos que converter as funções senoidais em fasores para poder fazer cálculos aritméticos utilizando a álgebra dos números complexos.

9 Fasores Como quase sempre utilizamos exclusivamente os valores RMS, e não os de pico, em análise de circuitos, o fasor pode ser definido, por razões práticas, como tendo módulo igual ao valor RMS da senóide que o representa. O ângulo permanece o mesmo.

10 Fasores A álgebra dos fasores para grandezas senoidais pode ser aplicada somente a formas de onda senoidais de mesma frequência.

11 Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal

12 Resistor Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal Para um dispositivo puramente resistivo, a tensão e a corrente que atravessa o dispositivo estão em fase, com seus valores de pico relacionados pela Lei de Ohm.

13 Indutor Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal A oposição à corrente elétrica é diretamente influenciada pela taxa de variação da corrente que o atravessa, como também pela sua indutância. Então quanto maior a frequência da corrente senoidal e a indutância maior a tensão.

14 Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal

15 Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal Indutor Para um circuito puramente indutivo, a tensão v L está adiantada em relação a i L em 90 o ou i L está atrasada em relação a v L em 90 o.

16 Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal Indutor A reatância indutiva é uma oposição à corrente que resulta em uma troca contínua de energia entre a fonte e o campo magnético do indutor. Ao contrário da resistência, não dissipa energia elétrica (considerando um indutor ideal)

17 Capacitor Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal A corrente elétrica que o atravessa é diretamente proporcional a taxa de variação da tensão que o atravessa, como também pela sua capacitância. Então quanto maior a capacitância e a frequência da tensão senoidal menor a oposição a corrente.

18 Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal

19 Capacitor Resposta dos Dispositivos R, L e C e uma tensão senoidal Para um circuito puramente capacitivo, a tensão v C está atrasada em relação a i C em 90 o ou i C está adiantada em relação a v C em 90 o.

20 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos

21 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos

22 Exemplo Puramente Resistivo

23 (continuação) Eficazes Corrente em fase com tensão

24 Exemplo Puramente Indutivo

25 (continuação) V adiantada de I Eficazes

26 Exemplo Puramente Capacitivo

27 (continuação)

28 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos - Práticos Curva resistência vs. frequência para resistores de carbono

29 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos - Práticos Por que? No processo de fabricação, cada dispositivo herda alguns níveis de capacitância parasita e indutância no fio. Para a maioria das aplicações, os níveis são tão baixos que podemos ignorar seus efeitos Porém, se a frequência ultrapassa alguns MHz, é possível observar esses efeitos.

30 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos - Práticos Indutor A indutância pode ser afetada por frequência, temperatura e corrente. Circuito prático equivalente de um indutor:

31 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos - Práticos

32 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos - Práticos Capacitor Assim como o indutor, o capacitor apresenta um circuito equivalente real que lhe confere características não ideais para toda faixa de frequência:

33 Resposta em Frequência dos Dispositivos Básicos - Práticos

34 Exemplo 1

35 Exemplo 2

36 Exemplo 3

37 Exemplo 4 a) Em que frequência a reatância de um indutor de 200mH corresponde ao nível de resistência de um resistor de 5kΩ? b) Em que frequência um indutor de 5mH terá a mesma reatância de um capacitor de 0,1µF?

38 Estudo Complementar Para a próxima aula, fazer um estudo sobre os números complexos. Boylestad 12ed capítulos: 14.6, 14.7, 14.8, 14.9 e 14.10