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Relatório circuito RLC - Série

Por:   •  21/6/2016  •  Trabalho acadêmico  •  1.191 Palavras (5 Páginas)  •  2.047 Visualizações

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Introdução

Os circuitos RLC-série funcionam como filtros passa faixa (passa banda), ou seja o circuito permite que passem somente as frequências entre as frequências de corte, próximas a frequência de ressonância. A frequência de ressonância está entre as frequências de corte, visto que o circuito só permite a passagem de frequências quando as reatâncias capacitiva e indutiva apresentarem valores próximos, pois caso isto não ocorra o capacitor ou o indutor se comportarão como um circuito aberto, devido a sua alta reatância, inibindo a passagem do sinal.

Os filtros passa faixa apresentam características como o fator de qualidade, que relaciona a frequência de ressonância com a diferença entre as frequências de corte. O resultado deste fator de qualidade define o tamanho do espectro de frequências que o filtro “permite” passar. Quanto maior o resultado do fator de qualidade definido pela equação (1) maior será o espectro de frequência, e quanto menor o resultado menor será o espectro de frequências que passaram pelo filtro.  

Equação 1:

[pic 1]

F2 é a maior frequência de corte

F1 é a menor frequência de corte

F0 é a frequência de ressonância do circuito

Os filtros passa faixa são utilizados em rádios analógicos, onde ao ajustar a frequência desejada você altera o capacitor e sua reatância alterando a faixa de banda que o filtro “permite” passar, e assim alterando as estações de rádios que serão emitidas.

Materiais e métodos

Para a realização do experimento, foram necessários os seguintes materiais:

  • Osciloscópio;
  • Gerador de função;
  • Matriz de contatos;
  • Indutor L=47mH;
  • Capacitor C=22nF;
  • Resistor R=220Ω.

Para o início do experimento, foi montado o circuito solicitado, onde tínhamos um filtro RLC-série. Feito isso, foi ajustado os traços dos canais 1 e 2 de modo que o canal 1 ficasse duas divisões acima da linha do zero e o canal 2, duas divisões abaixo. Ajustou-se o gerador de funções para produzir uma onda senoidal, com 4Vpp e frequência de 1kHz. Feito isso, foi-se variando a frequência do gerador, de acordo com a Tabela 1 e anotado os valores de tensão e defasagem.

Logo, foi variado a frequência de 1kHz a 10kHz, mantendo-se constante a tensão aplicada, observando o valor de máxima tensão, medida na ressonância. Em seguida, varou-se a frequência em torno da frequência de ressonância para encontrar as duas frequências correspondentes a 0,7 Vr máximo.

Resultados

        A partir do circuito da Figura 1, mediu-se a tensão rms de saída no resistor e a defasagem entre os canais 1 (entrada) e o canal 2 (saída) no resistor. A Tabela 1 apresenta os valores medidos a partir de diversas frequências aplicadas com um valor de 1,45V rms.

Frequência (kHz)

Vr (V)

Defasagem (°)

1

0,0208

-86,7

1,5

0,0327

-86,5

2

0,047

-85,7

2,5

0,0666

-84,6

3

0,0926

-80,8

3,5

0,129

-76,9

4

0,236

-68,3

4,5

0,451

-41,2

5

0,536

25,2

5,5

0,424

56,7

6

0,318

67,5

6,5

0,161

72,1

7

0,129

73,6

7,5

0,109

78,7

8

0,0932

79,7

8,5

0,084

80,1

9

0,0741

84,2

9,5

0,0671

84,7

10

0,0626

84,7

Tabela 1: Valores medidos de tensão de saída e defasagem.

Analisando os valores anotados na tabela acima, foi verificado que a tensão foi aumentando até atingir a frequência de ressonância, quando começou a diminuir, e sendo assim, podemos notar que os valores da defasagem começam baixos e vão aumentando, que explica-se pela predominância de uma reatância capacitiva ou indutiva sobre a outra.

Para realizar a seguinte medida, ajustou-se TIME/DIV = 50us/DIV e observou-se a diferença de fase entre Vg e Vr.

Para obter a frequência de ressonância do circuito RLC série, verificou-se através do ajuste da frequência variando de 1kHz a 10kHz, mantendo-se constante a tensão aplicada, anotando-se o maior tensão Vr, que foi de 588mV. Para essa tensão máxima Vr, observou-se que a frequência do sinal aplicada foi de 4,8238kHz.

        Depois, variou-se a frequência em torno da frequência de ressonância, mantendo-se constante a tensão aplicada Vg, assim encontrou-se as duas frequências correspondentes à 0,7Vr máximo, onde F1 foi de 4,4291kHz e F2 equivalente a 5,2720kHz. Com esses valores, calculou-se o fator de qualidade Q deste circuito, que fornece uma medida de quão estreita é a curva de ressonância, apresentada na Equação 1.

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