PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Laboratório de Circuitos Elétricos 4490L-02 2
01 SÍNTESE DISCIPLINA: Laboratório de Circuitos Elétricos DOCENTE(S): Fernando Soares dos Reis CURSO(S) ATENDIDO(S) CODICRED CRÉDITOS/HORAS AULA 02 créditos/36 horas aula HORÁRIO(S) Engenharia Elétrica TIPOLOGIA Prática MÓDULO 1/25 EMENTA: 1. Instrumental de laboratório. 2. Equivalentes de Thèvenin e Norton. 3. Característica V x I em Circuitos RLC em Corrente Contínua. 4. Máxima Transferência de Potência. 5. Quadripolos. 6. Resposta ao Degrau Unitário de Circuitos RC e RL. 7. Ressonância, fator de qualidade e banda passante. 8. Análise senoidal. Função de transferência. 9. Circuitos Trifásicos Desequilibrados 10. Circuitos indutivos. 11. Correção do fator de potência. 02 OBJETIVOS 1. Contato do aluno com as rotinas e práticas de laboratórios de eletricidade e eletrônica, bem como utilização de softwares de simulação computacional. 2. Oportunidade de verificar na prática e conferir, mediante utilização de instrumentos de laboratório, os princípios e principais conceitos teóricos vistos na disciplina teórica de Circuitos Elétricos. 3. Comprovação prática dos resultados, possibilitando ao aluno o entendimento dos fenômenos elétricos que caracterizam o comportamento dos principais circuitos utilizados pelos futuros engenheiros. 4. Propiciar o estreito contato do estudante com os principais e mais importantes instrumentos utilizados em laboratórios de eletricidade e eletrônica, tais como: multiteste digital, fonte de corrente contínua, osciloscópio, gerador de sinais, etc. 03 CONTEXTO 1. A disciplina apresenta elevada importância no contexto de formação do engenheiro eletricista, dando a oportunidade de fixação dos principais conceitos de análise de circuitos, mediante comprovação prática dos resultados e dos princípios teóricos. 2. Propicia contato direto com os principais instrumentos de medição normalmente utilizados em 4490L-02 3
laboratório de eletricidade e eletrônica. 3. A disciplina torna-se mais importante na medida que também desenvolve simulações computacionais, com o emprego de softwares dedicados, do comportamento dos mais importantes conceitos da análise de circuitos, com posterior comprovação, mediante experimento em de laboratório, dos resultados obtidos nas simulações. 04 PROGRAMA 1. Instrumental de laboratório: Multiteste digital, fonte de corrente contínua, gerador de sinais, osciloscópio. 2. Equivalentes de Thèvenin e Norton. 3. Levantamento de Característica V x I em Circuitos RLC em Corrente Contínua. Balanço de Potência: Potência Absorvida (P a ) x Potência Fornecida (P f ). Lei dos Nós e das Malhas de Kirchoff. 4. Máxima Transferência de Potência, Rendimento e Eficiência. 5. Quadripolos. Parâmetros de impedância, admitância e híbridos. 6. Resposta ao Degrau Unitário de Circuitos RC e RL. Integradores e diferenciadores. 7. Ressonância, fator de qualidade e banda passante. 8. Análise senoidal. Função de transferência. 9. Circuitos Trifásicos Desequilibrados - Medidas de Corrente e Tensão - Diagrama Fasorial - Análise de Seqüência de Fase em Geradores Trifásicos. 10. Circuitos indutivos, auto indutância, indutância mútua e fator de acoplamento. 11. Correção do fator de potência. 05 MÉTODO DIDÁTICO 1. Disciplina de caráter eminentemente prático, com todas as aulas sendo ministradas nos laboratórios de eletro-eletrônica. 2. Experiências específicas e mais significativas são também, preliminarmente, realizadas nas salas de simulação computacional, para contato com os simuladores computacionais de circuitos mais modernos e importantes atualmente existentes, bem como promoção da comparação entre os resultados obtidos nos simuladores e experimentos em. 3. As aulas sempre apresentam uma rápida introdução teórica de, no máximo, 10 minutos, com o objetivo de melhor esclarecer ao alunos os procedimentos a serem adotados, bem como solução de dúvidas. 06 SISTEMA DE AVALIAÇÃO 1. Nota de aula, composta basicamente dos resultados obtidos na execução da experiência em aula, e correta execução dos itens solicitados na apostila. 2. Nota de exercício prático realizado em laboratório. G1= 0,7x P + 0,3x nota de aula 1 4490L-02 4
07 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES Dia Atividade Local 02/08 Apresentação do cronograma e avisos gerais. Instrumental de laboratório: Multiteste digital, fonte de corrente contínua, gerador de sinais, osciloscópio. 09/08 Equivalentes de Thèvenin e Norton. 16/08 Levantamento de Característica V x I em Circuitos RLC em Corrente Contínua. Balanço de Potência: Potência Absorvida (P a ) x Potência Fornecida (P f ). Lei dos Nós e das Malhas de Kirchoff. 23/08 Levantamento de Característica V x I em Circuitos RLC em Corrente Contínua. Balanço de Potência: Potência Absorvida (P a ) x Potência Fornecida (P f ). Lei dos Nós e das Malhas de Kirchoff. 30/08 Máxima Transferência de Potência, Rendimento e Eficiência. 06/09 Quadripolos. Parâmetros de impedância, admitância e híbridos. 13/09 Semana da Engenharia 20/09 Revolução Farroupilha - Feriado Estadual 27/09 Resposta ao Degrau Unitário de Circuitos RC e RL. Integradores e diferenciadores. 04/10 Ressonância, fator de qualidade e banda passante. 11/10 18/10 Ressonância, fator de qualidade e banda passante. Análise senoidal. Função de transferência. 25/10 Circuitos Trifásicos Desequilibrados - Medidas de Corrente e Tensão - Diagrama Fasorial - Análise de Seqüência de Fase em Geradores Trifásicos 01/11 Exercício de grau PROVA PRÁTICA P1 08/11 Circuitos indutivos, auto indutância, indutância mútua e fator de acoplamento. 15/11 Proclamação da República - Feriado Nacional 22/11 Correção do fator de potência. 29/11 Exercício de grau PROVA PRÁTICA de Recuperação 06/12 G2 Simulação no computador com o software OrCad- Pspice Simulação no computador com o software MathCad PS Número do Roteiro 01 02 03 03 04 05 06 07 07 08 09 10 11 G1= 0,7x P + 0,3x nota de aula 1 4490L-02 5
08 BIBLIOGRAFIA BÁSICA 1. Análise de Circuitos Elétricos Hayt Jr., William Hart & Kemmerly, Jack E., Ed. Makron Books Ltda 2. Introdução à análise de circuitos Boylestad, Robert, Ed. Prentice Hall do Brasil, 1998, ISBN 8571041287 3. Eletricidade Básica Gussow, Milton, Ed. Makron Books Ltda, 2ª Edição, 1997, ISBN 8534611129 4. Circuitos Elétricos Edminister, Joseph A., Coleção Schaum, Ed. Makron Books Ltda, 2ª Edição, 1985, ISBN 0120900128 09 CORPO DOCENTE / CURRÍCULO RESUMIDO Prof. Fernando Soares dos Reis O professor Fernando se graduou em engenharia elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul em 1987. Neste mesmo ano ingressou no setor industrial na área de Eletrônica de Potência. Em 1990 obteve o título de mestre em engenharia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) tendo realizado estudos na área de eletrônica de potência e acionamento elétrico. No ano de 1990 assumiu o departamento técnico de uma empresa do setor tendo coordenado vários projetos. A partir de 1991 começou a trabalhar como professor assistente junto a PUCRS. Tendo concluído o Doutoramento em Eletrônica Industrial na Universidad Politécnica de Madrid (UPM) com a Distinção de Apto Cum Laude regressou a PUCRS em 1995 onde exerce atividade profissional junto ao Departamento de Engenharia Elétrica. Pós-Doutorado na Curtin University of Technology em Energias Renováveis em 2004. Participa de vários projetos acadêmicos e de iteração com o setor industrial e órgãos governamentais de fomento a pesquisa como o CNPq e a FAPERGS, na União Européia participou do projeto TOPIC como colaborador da UPM no qual participava a renomada empresa, Alcatel-Espanha. Durante os anos de 1998 e 1999 foi coordenador do departamento de Engenharia elétrica atuando sempre em prol dos interesses dos estudantes, tendo idealizado e implantado a versão noturna do curso de engenharia elétrica. Hoje é coordenador do Laboratório de Eletrônica de Potência da PUCRS (LEPUC). Disciplinas já lecionadas na Graduação: Eletrônica Básica, Eletrônica Básica (EM), Eletrônica de Potência, Eletrônica de Potência (ECA), Laboratório de Eletrônica de Potência, Medidas Elétricas, Máquinas Elétricas Eletrotécnica Industrial, Laboratório de Circuitos Elétricos, Eletrônica Industrial, Amplificadores Operacionais e Circuitos Elétricos. Disciplinas lecionadas no Programa de Pós-Graduação em Eng. Elétrica (MESTRADO): Eletrônica de Potência I, Eletrônica de Potência II, 4490L-02 6
Acionamento de Máquinas Elétricas e Conversores Ressonantes. Compatibilidade Eletromagnética. Membro de diversas associações: Conselheiro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência, SOBRAEP. Sociedade Brasileira de Automática, SBA. The Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE. Power Electronics Society, PELS. Industrial Electronics Society e Electromagnetic Compatibility Society. Áreas de atuação: Eletrônica de Potência e Compatibilidade Eletromagnética (CEM). Especialmente interessado no estudo dos prerreguladores de fator de potência, reatores eletrônicos (electronic balast), Inversores, Sistemas UPS (Uninterrupted Power Systems), Sistemas eletrônicos para sistemas de energia renováveis como carregadores de baterias a partir de Paineis Solares Photovoltaicos (PVs), circuitos inversores para geração tensão alternada a partir de baterias, sistemas de conexão direta em PVs e a rede de energia etc... O estudo dos temas relacionados a compatibilidade eletromagnetica CEM nestes equipamentos. Pesquisas em desenvolvimento: Sistema de Iluminação Pública Inteligente, Reator Eletrônico de Alta Freqüência para Lâmpada de Alta Pressão de Vapor de Sódio. Sistemas de Alimentação Ininterrupta (SAIs) para cargas não lineares. Balastros eletrônicos para lâmpadas de descarga elétrica. Correção ativa do fator de potência. Método para avaliação da densidade de potência nos PFPs. Inversores para sistemas alternativos de energia. Desenvolvimento de um Conversor Softstart para partida do Motor de Indução Trifásico. Desenvolvimento de Ferramentas Didáticas para o Ensino da Eletrônica de Potência. Endereço: Av. Ipiranga, 6681 - PUCRS - Prédio 30 - Sala 327-08 Telefone: 3320 3500 Ramal: 4571 (Sala do Professor) ou 3594 (Secretaria DEE) e 3320 3686 Ramais: 7688, 7670 ou 7668 (LEPUC). e-mail: f.dosreis@ieee.org Home page: http://www.ee.pucrs.br/~fdosreis 4490L-02 7