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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO DISCIPLINA DE ELETRICIDADE – FUNDAMENTOS DA ENGENHARIA ATIVIDADE PRÁTICA DE ELETRICIDADE ALUNO: LUCAS FERREIRA NOBRE TUTOR: FILIPE NEVES SOUZA SÃO GONÇALO - RJ 2019 SUMÁRIO RESUMO ................................................................................................................................... 1 1 INTRODUCÃO ................................................................................................................. 1 1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................................................... 1 1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................... 2 1.2.1 Objetivo geral.......................................................................................................... 2 2 METODOLOGIA ............................................................................................................. 3 2.1 equações .......................................................................................................................... 4 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................... 5 4 CONCLUSÕES ................................................................................................................. 7 5 AGRADECIMENTOS ..................................................................................................... 8 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 9 • RESUMO Essa atividade apresenta uma noção detalhada que coloca em os importantes conceitos abordados na disciplina de eletricidade, como a lei de Ohm, leis de Kirchhoff, divisor de tensão, divisor de corrente, funcionamento de resistores, capacitores e indutores e formas de ondas. O experimento consiste em obter valores teóricos, experimentais e simulados, comparando os valores obtidos, calculando os erros e justificando os resultados. Palavras-chave: Ohm, Resistores, Capacitores. Abstract: This activity presents a detailed notion that puts into the important concepts addressed in the discipline of electricity, such as Ohm's law, Kirchhoff's laws, voltage divider, current splitter, resistors, capacitors and inductors and waveforms. The experiment consists in obtaining theoretical, experimental and simulated values, comparing the obtained values, calculating the errors and justifying the results.. Keywords: Ohm, Resistors, Capacitors. • INTRODUCAO Neste experimento, serão demonstrados através da análise de circuitos, a lei de ohm, leis de Kirchhoff e divisor de corrente e tensão. Estudaremos o funcionamento de resistores, capacitores e indutores, assim como suas formas de onda através do osciloscópio. Utilizaremos cálculos manuais, simulações utilizando o software MultiS IM Blue, e também montaremos o circuito real utilizando o kit Didático Thomas Edson fornecido pela UNINTER. Calculando os valores de corrente e tensão que circulam por diferentes circuitos . O trabalho foi dividido em cinco experimentos na forma teórica e prática. • FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA As Leis de Ohm, postuladas pelo físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) em 1827, determinam a resistência elétrica dos condutores. Além de definir o conceito de resistência elétrica, Georg Ohm demostrou que no condutor a corrente elétrica é diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada. Foi assim que ele postulou a Primeira Lei de Ohm. Suas experiências com diferentes comprimentos e espessuras de fios elétricos, foram cruciais para que postulasse a Segunda Lei de Ohm. Nela, a resistência elétrica do condutor, dependendo da constituição do material, é proporcional ao seu comprimento. Ao mesmo tempo, ela é inversamente proporcional à sua área de secção transversal. A lei dos nós de Kirchhoff é baseada na lei da con servação da carga. Ela afirma que, em um nó, a soma algébrica de todas as correntes que chegam e saem é igual a zero. A lei das malhas de Kirchhoff é baseada na lei da conservação da energia e na natureza conservativa dos campos eletrostáticos. Ela afirma que a soma algébrica de todas as diferenças de potencial ao longo de um percurso fechado de qualquer malha deve ser igual a zero. (YOUNG FREEDMAN 2014). As teorias de circuitos elétricos e de eletromagnetismo são as duas teorias fundamentais sobre as quais todos os campos da en genharia elétrica se baseiam. (A LEXANDER, C.K: SADIKU 2013). Um circuito admite um único sentido de corrente com um único valor para cada ramo. Conhecidos os sentidos e as intensidades das correntes em todos os ramos de um circuito, todas as tensões podem também ser determinadas. (MARKUS, OTAVIO 2011). • OBJETIVOS Essa atividade tem como objetivo colocar em prática todos os conceitos abordados na disciplina de eletricidade, como lei de Ohm, leis de Kirchhoff, divisor de tensão, divisor de corrente, funcionamento de resistores, capacitores, indutores e r ealizando testes práticos para comparar com realizados no programa MultiSim. • Objetivo geral Realização de cinco experimentos de forma teórica e prática, utilizando como laboratório o kit Thomas Edson e o simulador MultiSIM. • Objetivos específicos • Analisar o comportamento da corrente e tensão em um circuito em função da variação das tensões e resistências e resistências, confrontar os valores medidos no protoboard, no simulador MultiSIM e valor teórico, calcular “Eq. (1), o erro entre o valor experimentado e o valor calculado justificando o erro. • Analisar as formas de onda em um circuito capacitivo e indutivo explicando o comportamento das formas de onda de tensão e corrente. • Calcular a tensão dos nós utilizando o método nodal e as correntes das malhas utilizando o método das malhas. • METODOLOGIA LEI DE OHM Montado no protoboard e simulador MultiSIM, o primeiro experimento conforme fig.1, composto por um resistor de 560 ohm e outro resistor de 470k ohm. Medido a corrente que circula pelo circuito quando aplicado uma tensão de 4 e 8 volts, ajustadas na fonte variável do kit Thomas Edson. Primeiro mediu o resistor de 560 ohm e depois o resistor de 470k ohm, observado e anotado na tabela os valores da corrente. Os valores de corrente foram confrontados com os valores medidos no protoboard, no simulador MultiS IM e o valor teórico e, no fina l calculado “Eq. (1), o erro entre o valor experimentado e o valor calculado. fig.1 EXPERIÊNCIA 1 EXPERIÊNCIA 1 DIVISOR DE TENSÃO Montado no protoboard e simulador MultiS IM, o segundo experimento conforme fig.2 aplicado quatro valores de tensão, 2V, 4V, 8V e 11V utilizando a fonte variável, realizado as medições da queda de tensão sobre cada resistor e anotado na tabela. Os valores foram confrontados com os valores medidos no protoboard, no simulador MultiSIM e o valor teórico e, no final calculado "Eq. (1), o erro entre o valor experimentado e o valor calculado. fig.2 EXPERIÊNCIA 2 DIVISOR DE CORRENTE Montado no protoboard e simulador MultiS IM, o segundo experimento conforme fig.3 aplicado quatro valores de tensão, 2V, 4V, 8V e 11V utilizando a fonte variável, realizado as medições de corrente em cada resistor e anotadona tabela. Os valores foram confrontados com os valores medidos no protoboard, no simulador MultiSIM e o valor teórico e, no final calculado “Eq. (1)”, o erro entre o valor experimentado e o valor calculado. fig.3 EXPERIÊNCIA 3 FORMAS DE ONDA Montado no simulador MultiSIM, o quarto experimento conforme fig.4, 5 e 6, analisado as formas de onda de tensão e corrente do circuito resistivo, capacitivo e do circuito indutivo e explicado o comportamento de cada forma de onda. ANÁLISE DE CIRCUITO Na quinta experiência foram montados no simulador MultiSIM dois circuitos conforme as figuras 7 e 8, analisado os dois circuitos e calculado as tensões dos nós na figura 7 e a corrente das malhas na figura 8. • EQUAÇÕES • RESULTADOS E DISCUSSÃO EXPERIÊNCIA 1: LEI DE OHM fig.1 Fotos do circuito montado com o kit ex perimental: Simulado no Multisim com 4V Exp 8V Simulado no Multisim com 8V Exp 4V Simulado no Multisim com 4V Exp 8V Simulado no Multisim com 8V A diferença de corrente se dá em função do ajuste do re gulador tensão variável não ter a mesma precisão dos cálculos teóricos e no Multisim, pois existe uma tolerância de +/- 5% na construção dos resistores. EXPERIÊNCIA 2: DIVISOR DE TENSÃO Valores simulados no Multisim : 2V 4V 8V 11V TENSÃO 2V : R1 R2 R3 TENSÃO 4V : R1 R2 R3 TENSÃO 8V : R1 R2 R3 TENSÃO 11V : R1 R2 R3 A diferença dos valores experimentais com os valores teóricos se dá devido na prá-tica estarmos realizando medições reais, envolvendo vários fatores que influenc i-am nos resultados como, controle de vari ação de tensão na fonte ajustável, conta-tos entre terminais, contatos dos bornes de medição, aquecimento e dissipação de calor dos componentes, a própria leitura no multímetro utilizado. São fatores que se deve levar em consideração. No software você obtém valores simulados virtu-almente com muita precisão dos cálculo s. Nos valores teóricos são baseados em cálculos utilizando-se fórmulas que se a proximam dos resultados obtidos nos softwares de computadores. EXPERIÊNCIA 3: DIVISOR DE CORRENTE SIMULADOS NO MULTISIM : 2V 4V 8V 11V 2V: R1 R2 R3 4V: R1 R2 R3 8V: R1 R2 R3 11V: R1 R2 R3 A diferença dos valores experimentais com os valores teóricos se dá devido na pr á-tica estarmos realizando medições reais, envolvendo vários fatores que influenc i-am nos resultados como, controle de vari ação de tensão na fonte ajustável, cont a-tos entre terminais, contatos dos bornes de medição, aquecimento e dissipação de calor dos componentes, a própria leitura no multímetro utilizado. São fatores que se deve levar em consideração. No software você obtém valores simulados virt u-almente com muita precisão dos cálculo s. No s valores teóricos são baseados em cálculos utilizando-se fórmulas que se a proximam dos resultados obtidos nos softwares de computadores. EXPERIÊNCIA 4: FORMAS DE ONDA A) Resistor B) Capacitor C) Indutor EXPERIÊNCIA 5: ANÁLISE DE CIRCUITOS A) Circuito elétrico Valores teóricos calculados: Circuito montado no software Multisim Blue: B) Valores teóricos calculados: Valores no Software MultiSim Blue: • CONCLUSÕES Nesta atividade foram realizados experimentos com circuitos elétricos, aproximando a teoria com a prátic ex perimental, utilizando os conceitos de Lei de Ohm, Leis de Kirchhoff. Foi realizado experimentos no software Multisim para ver as formas de onda e seu comportamento em cada componente com o o resistor, capacitor e indutor, sendo que o resultado no simula dor e o resultado obtido da atividade prática deram valores diferentes devido ao fator de tolerância dos componentes utilizados no exp e-rimento e de não terem a mesma precisão de um simulador. Esses conceitos visam facilitar o entendimento do aluno na sua vida profissional, preparando-o para o mercado de trabalho. • AGRADECIMENTOS Agradecimento a Uninter e ao tutor. • REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS . CIRCUITOS ELÉTRICOS, Yaro Burlan Jr. E Ana Cristina C. Lyra. INTRODUÇÃO A ANÁLISE DE CIRCUITOS, Robert L. Boylestad 10ª Edição.