Os Fundamentos de circuitos eletricos

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CAMPUS SOBRAL- CE

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA: CIRCUITOS II

PROFESSOR: MARCUS ROGÉRIO

RELATÓRIO 02

 POTÊNCIA MONOFÁSICA

Elisabete Costa Pinto - 367442

Joaquim Osterwald Frota Moura Filho - 379093

João Batista Rodrigues dos Santos Filho - 406810

Sobral – CE

2018

SUMÁRIO

1. Objetivos        3

2. Introdução        4

3. Material Necessário        6

4. Procedimentos Experimentais        7

5. Questionários        11

6. Conclusões        12

7. Referências Bibliográficas        13

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1. Objetivos

1. Determinar a potência complexa de cargas tipicamente indutivas e capacitivas;
2. Determinar o fator de potência de cargas monofásicas;
3. Estudar o funcionamento de um osciloscópio, observando as formas de onda e as medidas encontradas.

1. Introdução

        

        É muito importante entendermos o funcionamento dos instrumentos elétricos, para que possamos fazer medições e coletar dados de forma correta. Em nossa prática utilizamos o osciloscópio para observar as formas de onda medidas no CH1 e no CH2.

        O osciloscópio é basicamente um instrumento que possibilita a visualização e medição de sinais elétricos variáveis no tempo. Podendo mostrar um ou mais sinais ao mesmo tempo com a escolha de canais. No osciloscópio o eixo (y) mostra a intensidade do sinal e o eixo horizontal (x) representa o tempo. Os principais blocos de um osciloscópio são:

• Mostrador, CRT ou LCD

• Controles gerais

• Disparo (trigger)

• Canais de entrada

• Gerador da base de tempo

        Existem diversos botões que são utilizados para interagir com as opções dos menus do osciloscópio, com eles podemos selecionar diversos aspectos de nossas medidas. O osciloscópio é utilizado principalmente para diagnosticar uma peça defeituosa em um equipamento eletrônico, ou até mesmo para a checagem de um circuito novo, isso para que se possa detectar possíveis erros no projeto.

        Em nossa prática estudamos a análise de potência. Ela é considerada um dos  conteúdos mais importantes na análise de circuitos elétricos. A energia chega em nossas casas com uma frequência de 60 Hz e com uma tensão de 220 Vrms. A análise de potência é importante para que possamos ter uma noção sobre a eficiência dos equipamentos que usamos em nossas residências.

        Quando utilizamos a análise de potência é interessante notar que nem toda potência dada pela fonte será utilizada pelo equipamento. Uma parcela dessa potência será perdida, isso é causado pelos materiais utilizados no circuito e pelos elementos passivos que o constituem. Podemos dividir a potência em potência ativa, reativa e aparente.

        A potência ativa é a energia que será realmente utilizada, ela é media em watts (W), a reativa é energia que não liga os equipamentos, mas funciona para manter o campo eletromagnético em transformadores, reatores, motores, etc. Sua medida é realizada em Volts-Amperes-Reativos (VAR) e por último temos a potência aparente que é a soma entre as potências ativas e reativas de um circuito, que é medida em Volt-Ampere(VA).

        

        

1. Material Necessário

• Varivolt 0-240VCA;
• Banco de resistores;

Valor nominal 300Ω ± 10%;

Tensão de alimentação 80V;

• Banco de indutores;

Valor nominal 400mH ± 10%;

Tensão de alimentação 80V;                        

• Banco de capacitores;

Valor nominal 30µF ± 10%;

Tensão de alimentação 80V;        

• Voltímetro CA 0-250V;
• Amperímetro CA;
• Multímetro;
• Osciloscópio.

        

1. Procedimentos Experimentais

Em laboratório, foi pedido para montar o circuito que pode ser visto a seguir:

Figura 1: Circuito CA

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Após montado o circuito, foi requisitado alguns procedimentos e observações a respeito de como o circuito iria reagir, utilizando um osciloscópio e um multímetro para fazer essas observações e um varivolt para gerar a tensão de entrada pedida, que no caso foi de 80 V, mas com o multímetro obteve-se uma tensão de 79,6 V.

Logo, foi pego a forma de onda do sinal de entrada (representada pelo CH1) e retirado a frequência, que seria de 59,68Hz, que seria próximo a frequência normal da rede, e um valor de pico de 110 V.

Após observar como agia o CH1, foi colocado um novo canal, o CH2, que representaria o valor de saída. Assim, obteve-se no CH1 que representa a entrada do resistor R1, uma tensão RMS de 76 V, enquanto que no CH2 que representa a entrada do resistor R2, uma tensão RMS de 38 V, onde as duas formas de ondas e seus dados podem ser vistos a seguir:

Figura 2: Forma de onda e valor da tensão do CH1.

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Fonte: Autores.

Figura 3: Forma de onda e valor da tensão do CH2.

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Fonte: Autores.

Em seguida, foi requisitado que fosse trocado o resistor R1, que tem valor de 294 Ω, por um indutor L de 330 mH, onde se pode verificar que a onda obtida pelo indutor estava atrasada em relação à onda do resistor R2, que tem valor de 301 Ω, onde pode ser visto na imagem a seguir:

Figura 4: Formas de onda após a troca do R1 pelo L.

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Fonte: Autores.

Logo, para verificar o ângulo de defasagem entre as ondas, foi utilizada a fórmula a seguir: