Universidade Federal do Ceará Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica Laboratório de Eletrotécnica

Transcrição

1 Universidade Federal do Ceará Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica Laboratório de Eletrotécnica Prática 02 Leis de Ohm e de Kirchhoff Painel A Objetivo - Verificação prática da lei de Ohm; - Verificação prática das leis de Kirchhoff; - Familiarização com o comportamento de cargas não lineares. Material utilizado - Multímetro; - Alicate volt-amperímetro; - Voltímetro e amperímetro do painel. Procedimentos laboratoriais Com base na Figura 2.1, escolha um resistor qualquer do painel A (4R7, 15R, 22R), uma tensão qualquer no secundário do transformador (6V ou 12V), e preencha a Tabela 2.1. Verifique a Lei de Ohm, e atente para a máxima capacidade de dissipação do resistor bem como o fundo de escala dos aparelhos de medição escolhidos. Figura

2 Resistência (Ω) Valores Nominais Valores s Tolerância do resistor escolhido: Tabela 2.1 Vs (V) (Tensão no secundário) Corrente (A) Potência dissipada (W) 2.2- Utilizando os três resistores do painel A (4R7, 15R, 22R) e escolhendo uma tensão qualquer no secundário do transformador (6V ou 12V), monte o circuito da Figura 2.2 e preencha a Tabela 2.2. O circuito deve ser montado de maneira que a máxima capacidade de dissipação de potência dos resistores não seja ultrapassada e que os valores de tensão e corrente não ultrapassem o fundo de escala dos aparelhos de medição utilizados. Figura 2.2 V S (V) (Tensão no secundário do transformador) Tabela 2.2 V1 (V) V2 (V) I R1 (A) I R2 (A) I R3 (A) 1ª Lei de Kirchhoff (Aplicada ao nó A): I R1 + I R2 + I R3 = = 2ª Lei de Kirchhoff (Aplicada a malha no secundário do transformador): V S + V1+ V 2 = = 11

3 2.3- Monte o circuito da Figura 2.3 utilizando lâmpadas distintas (no caso: 60W, 100W, 150W, e 200W) e preencha a Tabela 2.3. Figura 2.3 Tabela 2.3 V T (V) I T (A) I L1 (A) I L2 (A) I L3 (A) I L4 (A) Lâmpadas Pn (W) Pd (W) Rn (Ω) Rd (Ω) L1 L2 L3 L4 Obs.: - V T : tensão fase-neutro; - I T : corrente total do circuito; - I L1, I L2, I L3, I L4 : correntes nas lâmpadas; - Pn: potência nominal indicada na lâmpada; - Pd: potência dissipada na lâmpada, Pd = V T I, onde V T e I são os valores medidos de tensão e corrente na lâmpada; - Rn: resistência nominal da lâmpada, Rn = Vn 2 /Pn, onde Vn é a tensão nominal da lâmpada, indicada na mesma; - Rd: resistência de operação da lâmpada, Rd = V T /I, onde V T e I são os valores medidos de tensão e corrente na lâmpada; - Os valores nominais de correntes nas lâmpadas bem como I T nominal podem ser obtidos a partir de Pn e Vn, indicados nas próprias lâmpadas. 12

4 2.4- Monte o circuito da Figura 2.4 com lâmpadas distintas (60W, 100W, 150W, e 200W) e preencha a Tabela 2.4. Figura 2.4 Tabela 2.4 V T (V) I T (A) V L1 (A) V L2 (A) V L3 (A) V L4 (A) Lâmpadas Pn (W) Pd (W) Rn (Ω) Rd (Ω) L1 L2 L3 L4 Obs.: - V T : tensão fase-neutro; - I T : corrente total do circuito; - V L1, V L2, V L3, V L4 : tensões nas lâmpadas; - Pn: potência nominal indicada na lâmpada; - Pd: potência dissipada na lâmpada, Pd = V T I, onde V T e I são os valores medidos de tensão e corrente na lâmpada; - Rn: resistência nominal da lâmpada, Rn = Vn 2 /Pn, onde Vn é a tensão nominal da lâmpada, indicada na mesma; - Rd: resistência de operação da lâmpada, Rd = V T /I, onde V T e I são os valores medidos de tensão e corrente na lâmpada; - O valor nominal de I T pode ser obtido a partir de Pn e Vn, indicados nas próprias lâmpadas. 13

5 Questionário 1- Comente os resultados da Tabela 2.1 com relação à veracidade da Lei de Ohm na prática. Obs.: para efeitos práticos uma diferença de 10%, entre valores nominais e medidos, é considerável. 2- Com relação ao resistor utilizado no item 2.1, com base nos seus dados de carcaça (resistência, máxima potência dissipada, e tolerância), mostre os valores máximos e mínimos de corrente e tensão que o resistor suporta. A resistência medida do resistor escolhido está dentro da faixa de tolerância indicada em sua carcaça? 3- Dentre as opções de medidores disponíveis no laboratório, para medição de tensão e corrente, para o item 2.1, diga quais foram os utilizados e por quê? 4- Com base nos resultados da Tabela 2.2, as leis de Kirchhoff (para correntes e tensões) são válidas na prática? Comente. 5- No item 2.3 observamos que podemos encontrar a resistência nominal da lâmpada através da fórmula P = VI, e dos valores nominais de tensão e potência dissipada indicados em sua carcaça. Comente os resultados obtidos na Tabela 2.3 analisando, também, as leis de Ohm e Kirchhoff. 6- Comente os resultados do item 2.4 analisando, também, as leis de Ohm e Kirchhoff. 7- Pesquise qual é a fórmula matemática que associa a resistência da lâmpada incandescente com a sua temperatura. Que conclusões podem ser obtidas analisando essa fórmula? Cite outros tipos de cargas não ôhmicas. 14