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Transformada de Laplace Aplicada em Análises de Circuitos: Funções de Transferência, Esquemas de Teoria dos Circuitos

A aplicação da transformada de laplace na análise de circuitos elétricos, com foco em funções de transferência. Apresenta conceitos básicos, exemplos práticos e exercícios para aprofundar o conhecimento sobre o tema. O conteúdo é direcionado para estudantes de engenharia elétrica, proporcionando uma base sólida para a compreensão de sistemas lineares e análise de circuitos no domínio da frequência.

Tipologia: Esquemas

2022

Compartilhado em 01/04/2025

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Circuitos Elétricos II
Prof. Alexander B. Lima
Universidade Federal de Pernambuco
Departamento de Engenharia Elétrica
TRANSFORMADA DE LAPLACE APLICADA EM
ANÁLISES DE CIRCUITOS
Funções de Transferência
A função de transferência de um circuito descreve como a saída, Y(s), se comporta em rela-
ção à entrada, X(s).
É definida como sendo a razão entre a resposta de saída Y(s) e a excitação de entrada X(s),
considerando que todas as condições iniciais são nulas.
𝐻(𝑠)=𝑌(𝑠)
𝑋(𝑠)
Nos circuitos, a entrada e a saída podem ser relativas à corrente ou a tensão em qualquer
ponto do circuito. Então,
𝐻(𝑠)= 𝑔𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 = 𝑉𝑜(𝑠)
𝑉𝑖(𝑠)
𝐻(𝑠)= 𝑔𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝐼𝑜(𝑠)
𝐼𝑖(𝑠)
𝐻(𝑠)= 𝐼𝑚𝑝𝑒𝑑â𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑉(𝑠)
𝐼(𝑠)
𝐻(𝑠)= 𝐴𝑑𝑚𝑖𝑛𝑡â𝑛𝑖𝑐𝑎 = 𝐼(𝑠)
𝑉(𝑠)
Métodos para determinar a função de transferência
Aplica-se uma entrada conveniente X(s) e utiliza-se uma técnica qualquer de análise
de circuitos (como divisão de corrente ou de tensão, análise nodal e análise de malhas)
para determinar a saída Y(s).
Utiliza-se o método progressivo, supõe-se que a saída seja 1 V ou 1 A, por exemplo, e
se aplica as leis básicas de circuitos [leis de Ohm e LKC] para obter a entrada.
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Baixe Transformada de Laplace Aplicada em Análises de Circuitos: Funções de Transferência e outras Esquemas em PDF para Teoria dos Circuitos, somente na Docsity!

Prof. Alexander B. Lima

Universidade Federal de Pernambuco

Departamento de Engenharia Elétrica

TRANSFORMADA DE LAPLACE APLICADA EM

ANÁLISES DE CIRCUITOS

▪ Funções de Transferência

A função de transferência de um circuito descreve como a saída, Y(s), se comporta em rela-

ção à entrada, X(s).

É definida como sendo a razão entre a resposta de saída Y(s) e a excitação de entrada X(s),

considerando que todas as condições iniciais são nulas.

Nos circuitos, a entrada e a saída podem ser relativas à corrente ou a tensão em qualquer

ponto do circuito. Então,

= 𝑔𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 =

𝑜

𝑖

𝑜

𝑖

= 𝐼𝑚𝑝𝑒𝑑â𝑛𝑐𝑖𝑎 =

= 𝐴𝑑𝑚𝑖𝑛𝑡â𝑛𝑖𝑐𝑎 =

Métodos para determinar a função de transferência

✓ Aplica-se uma entrada conveniente X(s) e utiliza-se uma técnica qualquer de análise

de circuitos (como divisão de corrente ou de tensão, análise nodal e análise de malhas)

para determinar a saída Y(s).

✓ Utiliza-se o método progressivo , supõe-se que a saída seja 1 V ou 1 A, por exemplo, e

se aplica as leis básicas de circuitos [leis de Ohm e LKC] para obter a entrada.

Prof. Alexander B. Lima

Universidade Federal de Pernambuco

Departamento de Engenharia Elétrica

Exemplos

  1. A saída de um sistema linear é definida por 𝑦(𝑡) = 10 𝑒

−𝑡

cos 4 𝑡 𝑢(𝑡) quando a entrada

é 𝑥(𝑡) = 𝑒

−𝑡

𝑢(𝑡). Determine a função de transferência do sistema.

  1. Determine a função de transferência 𝐻(𝑠) = 𝑉

𝑜

𝑜

⁄ do circuito abaixo.

2

2

2

2

2

2

, onde

4 × 4

2

2

2

2

Prof. Alexander B. Lima

Universidade Federal de Pernambuco

Departamento de Engenharia Elétrica

  1. Para o domínio s do circuito ao lado, determine:

a) a função de transferência 𝐻

𝑜

𝑖

b) a resposta a um impulso;

c) a resposta quando 𝑣 𝑖

[V];

d) a resposta quando 𝑣

𝑖

(𝑡) = 8 𝑐𝑜𝑠( 2 𝑡) [V].

Prof. Alexander B. Lima

Universidade Federal de Pernambuco

Departamento de Engenharia Elétrica

Prof. Alexander B. Lima

Universidade Federal de Pernambuco

Departamento de Engenharia Elétrica

Exercícios

  1. A função de transferência de um sistema linear é 𝐻

2 𝑠

𝑠+ 6

. Determine a saída 𝑦(𝑡) em

virtude da entrada 10 𝑒

− 3 𝑡

𝑢(𝑡) e sua resposta a um impulso.

  1. Determine a função de transferência 𝐻(𝑠) = 𝐼

1

0

⁄ no circuito abaixo.

  1. Para o domínio s do circuito apresentado, determine:

a) a função de transferência 𝐻(𝑠) = 𝑉

𝑜

𝑖

b) a resposta a um impulso;

c) a resposta quando 𝑣

𝑖

(𝑡) = 𝑢(𝑡) [V];

d) a resposta quando 𝑣

𝑖

[V].