A SIMULAÇÃO DA ASSOSSIAÇÃO DE RESISTORES

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ

VITOR CÉSAR FERREIRA DE BORBA

SIMULAÇÃO DA ASSOSSIAÇÃO DE RESISTORES

Itajaí
2021

VITOR CÉSAR FERREIRA DE BORBA

SIMULAÇÃO DA ASSOSSIAÇÃO DE RESISTORES

Trabalho de pesquisa apresentado como atividade avaliativa a disciplina Modelagem de Sistemas do curso de Engenharia Mecânica, Universidade do Vale do Itajaí, Escola do Mar, Ciência e Tecnologia.

Orientador: Prof. Wemerson Delcio

Itajaí
2021

INTRODUÇÃO

No estudo da eletricidade a corrente elétrica é definida como sendo o fluxo ordenado de cargas elétricas, que se movem de forma orientada em um condutor elétrico sólido ou em soluções iônicas. Podendo a corrente elétrica ser do tipo contínua na qual o sentido no circuito é único, ou seja, o movimento dos portadores de carga que compõem a corrente sempre acontece da mesma forma, ou alternada, na qual o sentido do movimento dos portadores de carga é variável.

A tensão elétrica é definida como a energia potencial elétrica armazenada por unidade de carga elétrica. As cargas positivas se movem na direção dos menores potenciais elétricos, enquanto as cargas negativas tendem a se deslocar em direção aos potenciais elétricos mais altos.

A resistência elétrica, tem sua definição como sendo a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica pelo mesmo, quando existe uma diferença de potencial aplicada. Portanto em um circuito elétrico ao ser aplicada uma corrente, em cada um dos componentes será apresentada uma diferente medida de tensão e corrente elétrica, de acordo com a resistividade do componente.

A modelagem de sistemas é um método utilizado para desenvolver modelos de um sistema, com o objetivo de se analisar as variáveis e verificar os resultados que serão obtidos através do sistema, entes da execução do projeto. Dentro os tipos de modelagem de sistemas, existe a modelagem computacional, amplamente utilizada nas áreas de engenharia, arquitetura e design. O software MultiSim é um software utilizado para realizar a modelagem computacional de circuitos elétricos, no qual através das simulações podem ser obtidas diversas informações importantes a respeito do sistema elétrico.

DEFINIÇÃO FORMAL DO PROBLEMA

Os softwares de simulação computacional, são utilizados em diversas áreas da engenharia, com fins didáticos ou de projeto, sendo assim, é necessário verificar qual o nível de “acertabilidade” ou confiabilidade dos resultados obtidos através dos softwares computacionais se comparados aos meios de cálculo manuais baseados na literatura aplicada ao tema. O software MultiSim é utilizado na área de elétrica para fins de simulação e captura esquemática eletrônica que faz parte de um conjunto de programas de design de circuitos, junto com o NI Ultiboard.

Para verificar a confiabilidade dos dados obtidos via software, é necessário primeiramente realizar a modelagem computacional a através do software e simular o funcionamento do circuito com a aplicação de tensão elétrica. A validação dos dados obtidas será feita comparando os resultados com os obtidos através de cálculos manuais realizados com base no referencial teórico da área de elétrica.

DESCRIÇÃO DAS TÉCNICAS EMPREGADAS

Os circuitos elétricos são montados utilizando placas de silício na qual os componentes elétricos são conectados entre si, através de “trilhas” feitas de um metal condutor de energia elétrica, os circuitos tem por finalidade operar, controlar ou fazer o funcionamento de equipamentos elétricos.

Os resistores são componentes elétricos utilizados nos circuitos, que tem como principio de funcionamento o chamado “efeito Joule”, no qual a energia elétrica que passa pelo resistor é dissipada na forma de energia térmica, esse efeito torna possível promover a variação da corrente elétrica que circula em determinada parte do circuito. Cada resistor presente em um circuito possui um valor pré-definido de resistência, porém a associação de um conjunto de resistores irá resultar em resistência final de acordo com a resistência de cada um deles e a maneira como foi feita a associação de resistores, estás podem ser:

Associação em série: Os resistores são colocados um ao lado do outro. Nessa associação, os equipamentos terão mesma corrente elétrica e diferença de potencial diferente. A resistência equivalente se dá pela equação:

[pic 1]

Associação em paralelo: Os resistores são colocados um sobre o outro. Nesta associação, os equipamentos terão mesma diferença de potencial e corrente elétrica diferente. A resistência equivalente se dá pela equação:

[pic 2]

Associação mista: Ocorre quando em um mesmo circuito existem resistores associados em série e em paralelo. Para calcular a resistência equivalente deste circuito deve-se calcular a resistência dos resistores em paralelo e em série buscando simplificar o circuito e após isso calcular a resistência equivalente.

George Ohm foi o físico responsável por definir o conceito de resistência elétrica, além desta definição Ohm demonstrou também que no material condutor a corrente elétrica é diretamente proporcional a diferença de potencial aplicada, postulando assim a chamada Primeira Lei de Ohm. Através do disposto na Lei de Ohm, é possível realizar o cálculo da Tensão, Corrente e resistência de um circuito, a partir da seguinte equação:

[pic 3]

Na qual:

R = Resistência elétrica (Ω)

V = Tensão elétrica (Volts)

I= Corrente elétrica (Ampères)

Através de simples manipulação da equação, define-se a corrente elétrica sendo:

[pic 4]

E a tensão elétrica como:

[pic 5]

Na modelagem será realizada a simulação de 3 circuitos elétricos de associação de resistores, sendo elas em série, paralelo e misto. Para cada um dos circuitos simulados serão aplicados 3 valores de tensão e realizada a simulação através do software Multisim, qual é possível avaliar a corrente presente no circuito durante a simulação.

Os cálculos manuais serão realizados conforme as equações listadas acima e será feita a comparação entre os resultados de Corrente demonstrados no software e os obtidos através dos cálculos manuais.

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