5. LABORATÓRIO 5 - INDUTORES

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1 LABORATÓRIO 5 - INDUTORES 5.1 OBJETIVOS Após complear essas aividades de laboraório, você deverá ser capaz de (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) Deerminar a reaância de um induor a parir de medidas. Deerminar o ângulo de fase a parir de medidas. Deerminar a reaância induiva de induores conecados em série. Deerminar o valor da induância a parir da reaância induiva Deerminar a induância oal de induores conecados em série a parir de valores medidos. Deerminar a induância oal dos induores conecados em paralelo. Deerminar a reaância induiva a parir de medidas. 5.2 EQUIPAMENTOS 1 Osciloscópio - raço duplo 1 Gerador de função 1 Unidade cenral de processameno PU Placa de circuio impresso EB-103

2 DISCUSSÃO CORRENTE ALTERNADA EM CIRCUITO INDUTIVO O induor é um disposiivo para armazenar energia semelhane ao capacior. Mas, ao conrário do capacior, que armazena energia em virude da ensão que passa aravés dele, o induor armazena energia graças ao campo magnéico provocado pelo fluxo de correne aravés dele. Como a energia não pode mudar rapidamene, a correne que flui aravés do induor não pode mudar rapidamene de valor. Uma vez que nos circuios de correne alernada a ensão revere sua direção em ala velocidade, as mudanças de correne endem a ficar arás da ensão aplicada ao induor. A diferença real em fase é de novena graus. A reaância do induor é calculada pela fórmula X L = 2. π. f. L (5.1) Para fazer face ao araso de fase de 90 graus da correne, dá-se à reaância um ângulo de fase de + 90 graus. 5.4 PROCEDIMENTO 1. Conece L1 (10 mh) no circuio mosrado na Figura 5.1 e ajuse o gerador de função para 4Vp-p de salda a 20 KHz.

3 5-3 Figura Circuio Induivo 2. Meça com um osciloscópio a ensão de enrada e o fluxo de correne no resisor R5 de l0 ohm. Noe a fase da correne relaiva à ensão de enrada. TENSÃO DE ENTRADA CORRENTE FASE 3. Repia essas leiuras para L2 (5mH) em vez de L1. TENSÃO DE ENTRADA CORRENTE FASE

4 OBSERVAÇÕES a) Qual é a defasagem de correne de um induor relaivamene a sua ensão? b) Qual é a reaância (ou impedância) de L1 em magniude e fase obida pela divisão da ensão pela correne obida em 2? c) Compare ese resulado com o valor calculado a parir do valor da induância. d) Compare o valor de reaância de L2 obido experimenalmene com o calculado. 5.6 DISCUSSÃO INDUTORES EM SÉRIE

5 5-5 Quando dois ou mais induores esão conecados em série suas reaâncias geralmene se somam da mesma forma que as resisências. X = X1+ X2 + X X (5.2) Como a reaância do induor é proporcional à sua induância, as induâncias em série se somam direamene na maioria dos casos. L = L1 + L2 + L L (5.3) n n 5.7 PROCEDIMENTO 1. Conece L1 e L2 em série como mosra a Figura 5.2 Conece o gerador de função e ajuse-o para 4Vp-p a 1500 Hz. 2. Use o osciloscópio em seu modo diferencial para medir a ensão de enrada, a ensão aravés de L1 e L2 e a correne no circuio em série. TENSÃO DE ENTRADA TENSÃO ATRAVÉS DE L 1 TENSÃO ATRAVÉS DE L 2 CORRENTE NO CIRCUITO EM SÉRIE V V V ma

6 5-6 Figura Induores em Série 5.8 OBSERVAÇÕES a) A parir das leiuras feias, calcule a reaância de cada induor e do circuio em série. Os valores confirmam a regra relaiva à adição das reaâncias em série? b) Use as reaâncias calculadas para calcular os valores de induância. A induância oal é igual à soma das induâncias individuais?

7 5-7 c) Compare os valores de induância calculada com os valores componenes reais. d) Qual das leis de Kirchhoff é confirmada pelas leiuras de ensão omadas? 5.9 DISCUSSÃO INDUTORES EM PARALELO Quando os induores esão conecados em paralelo suas reaâncias somam-se da mesma forma que os resisores em paralelo: = (5.4) X X X X X Uma vez que a reaância de um induor é proporcional a sua induância, segue-se que as induâncias se somam da mesma forma: = (5.5) L L L L L Como ocorre com os induores em série, os campos magnéicos dos induores podem ineragir quando se enconram fisicamene próximos, o que pode aumenar ou diminuir a induância oal da combinação em paralelo.

8 PROCEDIMENTO 1. Conece L1 e L2 em paralelo como mosra a Figura 5.3. Conece o gerador de função à combinação e a ajuse para 4Vp-p a 5000 Hz. Figura Induores em Paralelo 2. Meça a ensão e a correne de cada induor separadamene, e a correne oal do circuio paralelo. TENSÃO DE ENTRADA V

9 5-9 CORRENTE EM L1 CORRENTE EM L2 CORRENTE TOTAL ma ma ma 5.11 OBSERVAÇÕES a) Calcule a reaância de L1 e L2 a 5000Hz e compare com os valores experimenais. b) Calcule a reaância combinada de L1 e L2 e compare com o valor calculado. c) Calcule as induâncias de L1 e L2 a parir das medidas de reaância e calcule o valor da induância oal. Compare ese valor com o obido a parir do valore medido da reaância oal.