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EB-103 MÓDULO 2-1 MÓDULO 2 A CORRENTE ALTERNADA A, A CORRENTE ALTERNADA NUMA RESISTÊNCIA 1.0 OBJETIVOS Após completar este módulo, você deverá ser capaz de: 1. Determinar a corrente a partir de medições num circuito que utilize um resistor de leitura de corrente. 2. Determinar a sensibilidade da corrente de um ociloscópio. 3. Desenhar as ondas de voltagem e corrente em fase. 2.0 EXPLICAÇÃO Utiliza-se o osciloscópio para a visualização e a medição das tensões da corrente alternada, como mostra a Fig. 1(a). Como o amplificador vertical pode ser calibrado em volts por givisão, é possível usar a altura da onda para determinar a tensão (voltagem). O osciloscópio da Fig. 1(a) está ajustado para uma sensibilidade vertical de 0,2 volt por divisão. Na Fig. 1(b) a crista positiva da onda situa-se três divisões acima da linha central de referência. A voltagem crista é: Ve(crista) = Sensibilidade Vertical x Altura Vertical Voc(crista) = 0,2 -==---——— x 3 Divisões ve(crista) = 0,6 volt DETERMINAÇÃO DA CORRENTE No circuito da Fig. 1(a) a corrente pode ser determinada pela lei de Ohm, utilizando-se a voltagem medida e o valor conhecido do resistor. MÓDULO 2-2 EB-103 OscrLoscórIO [a É 0.2v 4 A É AL—dy E) Ne ; pe 1 o ne -1 -2 “a LIA INDY -4 (a) (b) Fig. 1: Medição de Voltagem com um Osciloscópio VP 0,6V L=-- = ----—— = 0,006A = 6mA R2 1000hm Como este circuito é em série, a corrente no outro resistor tem o mesmo valor. Acontece, às vezes, que resistores com um valor conhecido são inseridos num circuito para que a corrente possa ser determinada por esse método. Tais resistores são às vezes chamados de RESISTORES DE LEITURA DE CORRENTE. Isso elimina a necessidade de um amperímetro para medir a corrente. É importante notar que o resistor de leitura tem um valor muito menor que a resistência no circuito, para não modificar o valor da corrente de maneira apreciável. Em geral é satisfatório um valor igual a 1/10 do valor da outra resistência. O método que se segue permite a calibragem do amplificador vertical em ampéres ou miliampéres por divisão. Na Fig. 1(a) o resistor de leitura tem um valor de 100 ohms e a calibração de voltagem do osciloscópio é de 0,2 volt por divisão. A sensibilidade a correntes é: Sensibilidade a Voltagens 0,2V/Divisão Valor do Resistor da Leitura 100 ohms I = 0,002 A/Divisão = 2mA/Divisão MÓDULO 2-4 EB-103 vo(crista) 20v Rt = -==000—=—— = —————— = 2500 ohms Tc 0,008A Esse resultado representa a resistência total no circuito, e não o valor de R1. O valor de Ri é; Ri = Rt - 100 = 2500 - 100 = 2400 ohms o resistor de leitura poderia ter seu valor reduzido para 10 ou 1 ohm, e nesse caso RT seria aproximadamente igual ao valor de R1. Em todos os cálculos, as unidades devem ser todas do mesmo tipo. se no caso da valtagem estivermos lidando com um valor de crista, é preciso que o valor da corrente também seja de crista. Os valores crista-a-crista a eficazes também podem ser usados se a corrente e a voltagem forem desse tipo de medida. os valores calculados ou medidos no circuito resistivo e de CA não mudam quando se modifica a frequência. Podem surgir problemas se a fregiiência estiver acima do limite máximo dos instrumentos. outros problemas ocorrem nas freglências ultra-altas. Agora você está pronto para começar as atividades de laboratório referentes à CORRENTE ALTERNADA EM RESISTÊNCIA. B. CORRENTE ALTERNADA EM CIRCUITOS CAPACITIVOS 3.0 OBJETIVOS Após completar esta parte, você deverá ser capaz de: 1. Determinar o valor da reatância capacitiva num circuito capacitivo puro. 2. Esboçar a onda de corrente e de voltagem num circuito capacitivo puro. 3. Esboçar o diagrama do fasor para o circuito capacitivo puro. 4. Determinar o ângulo de fase a partir das ondas. EB-103 MÓDULO 2-5 4.0 EXPLICAÇÃO No circuito da Fig. 3(a) o capacitor impede o fluxo da corrente, e essa oposição denomina-se REATÂNCIA CAPACITIVA. Representa-se a reatância capacitiva por Xc, e seu valor pode ser determinado através da lei de Ohm. Além de obstruir o fluxo da corrente, o capacitor produz 90 graus de comutação de fase, como mostra a Fig. 3(b). vs ve Fig. 3(a): Circuito Fig. 3(b): Ondas de Fig. 3(c): Formas Capacitivo Puro Corrente e de Voltagem de onda do Diagrama do Fasor A corrente é usada como referência e a voltagem estã retardada em relação à corrente. Ao estudar os circuitos de corrente contínua, você aprendeu que os capacitores não conseguem carregar-se instantaneamente no mesmo valor da voltagem aplicada, o que explica essa voltagem retardada no circuito de CA. As voltagens e as correntes podem ser representadas por vetores rotativos, chamados FASORES. Esses vetores giram no sentido anti-horário, e o fasor da voltagem acompanha a da corrente. EB-103 MÓDULO 2-7 Às vezes insere-se no circuito um resistor de leitura de corrente, muito pequeno, para permitir a mensuração da corrente sem um amperímetro. Na Fig. 5(a), o canal 1 está sendo usado para determinar a corrente no resistor de leitura, através da medição de voltagem e, depois, pelo cálculo da corrente, através da Lei de ohm. Ao mesmo tempo, o canal 2 é empregado para medir a voltagem depois de Ce de R. Se o valor do resistor é muito pequeno, essa medição é quase o valor da voltagem do capacitor VC. Essas ondas achan-se fora de fase, como mostra a Fig. 5(b). A corrente é usada como a referência, com o início do ciclo em O volt. Se a base de tempo horizontal for ajustada de modo que a um ciclo da corrente corresponda a 9 divisões em comprimento, o osciloscópio estará calibrado em 40 graus por divisão. o ângulo de fase é determinado encontrando-se o mnúmero de graus entre os pontos de interseção zero nas duas curvas. O ângulo de fase é de 90 graus para o circuito capacitivo puro, mas terá um valor ligeiramente diferente neste circuito em virtude da existência do pequeno resistor de leitura de corrente. oscILOsCÓPIO im O Alo o E MD om cuz f ISTOR DE' LEITURA R “G Fig. S(a): Medições de Corrente e de Voltagem | Y TIA 1 pá / Fig. 5(b): Ondas de Corrente e de Voltagem 
