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Curso de CA - Parte 2
Na Fig06b podemos verificar dois símbolos muito usuais , no primeiro caso só temos uma tensão no secundário enquanto no segundo caso a tensão secundária é divida em duas , pois existe uma tomada no meio do enrolamento.
Experiência 02 - Transformador de Tensão 1
Abra o arquivo ExpCA02 e identifique o circuito da Fig07( Abaixo ). Dando duplo clique no símbolo do transformador você pode alterar o numero de espiras do primário ( N (^) P = N1) e do secundário ( N (^) S = N2) indo em Modelo ( Models) F 0D E Editar ( Edit). Para cada caso da tabela meça as tensões e as correntes indicadas
Caso a NP =NS = 200
Caso b NP =200 N (^) S=
Caso c N (^) P=200 N (^) S = V (^) P V (^) S I (^) P IS V (^) P V (^) S IP I (^) S V (^) P V (^) S I (^) P IS
Experiência 03 - Transformador de Tensão 2
Abra o arquivo ExpCA03, identifique o circuito da Fig08( Abaixo ). Ative-o. Meça todas as tensões, anotando o resultado na tabela anexa. A partir das medidas efetuada calcule a relação de transformação n, anote o valor na tabela. Vá em Propriedades do Transformador ( Dê duplo clique no símbolo do transformador). Vá em Editar ( Edit ) e leia o valor da relação de transformação ( ou o número de espiras do secundário / primário). Anote na tabela.
- Capacitor
4.1. Introdução
Um capacitor é um dispositivo usado para armazenar energia elétrica na forma de campo elétrico. Ë constituído de duas placas metálicas planas e paralelas. Ao ser ligado a uma tensão, o capacitor ficará carregado com a mesma tensão da fonte, armazenando uma carga Q cujo valor é função da tensão aplicada e de uma característica do capacitor chamada de capacitância ( C ). Q = U. C onde Q é especificado em Coulombs ( C ) U em Volts ( V ) e C é a capacitância especificada em Farads ( F ).
4.3. Descarga do Capacitor
Se um capacitor , inicialmente carregado com uma tensão E tiver as suas placas colocadas em curto circuito, imediatamente o mesmo se descarregará. Se houver uma resistência em série com o capacitor o tempo para descarregar aumentará, dependendo da constante de tempo do circuito ( F 07 4 ). Após um tempo igual à uma constante de tempo a tensão em C cairá de 63% da tensão inicial, portanto cairá para 0,37.E após uma constante de tempo.
Capacitor descarregando
Experiência 04 - Carga e Descarga do Capacitor
Abra o arquivo ExpCA04 , identifique o circuito da Fig10a ( Acima ). Inicialmente com a chave L na posição A conectando o capacitor à bateria de 10V ative o circuito. Acione o osciloscópio. Espere que a tensão em C atinja 10V. Dê uma pausa. Clique em ( pause ) .Em seguida com a ajuda dos ponteiros meça o tempo que a tensão leva para ir de 0V a 6,3V. Anote esse valor que corresponderá a uma constante de tempo. ( Ir para Fig10 ) Pressione a chave L de forma a descarregar C através da resistência de 20K como indicado na Fig11a ( Acima ). Anote a forma de onda na descarga. Considere que o
instante t=0 ( instante que a chave muda de posição ) é o instante que C começa a se descarregar. Meça o tempo que a tensão levará para cair para 3,7V. Anote esse valor que corresponderá a uma constante de tempo.
Forma de onda de Carga Forma de onda descarga
- ( medido ) (^) Carga= ___________ F 07 4 ( medido )descarga = ___________
- (calculado )= ___________
- - Capacitor em Corrente Alternada
Como vimos , quando ligamos um capacitor em um circuito CC, inicialmente a corrente é máxima com tensão nula no capacitor, isto é, existe uma defasagem entre a corrente e a tensão. Se um capacitor ideal ( não tem resistência de perdas ) for ligado à uma tensão alternadas senoidal, a corrente estará 90º adiantada em relação à tensão. A Fig12 mostra o circuito , o diagrama fasorial e as formas de onda. ( voltar para pagina 20 de 63 ) ( Voltar para ExpCA05 )
4,5mA O diagrama fasorial é o mesmo da Fig12b
2... Circuito RC Série
Como visto, em um circuito puramente resistivo a tensão e a corrente estão em fase, e num circuito puramente capacitivo a corrente esta 90º adiantada em relação à tensão. Num circuito como o da Fig13 a corrente continua na frente da tensão mas de um angulo menor do que 90º. (Voltar para ExpCA06 - Experiência 06 Circuito RC Série). ( Voltar para 0 EXERCICIO 4 pagina 20 de 63)
Definimos a impedância do circuito como sendo : Z =V/ I A impedância é a soma dos efeitos da resistência ( R = V (^) R / I ) e da reatância capacitiva ( X (^) C = V (^) C / I ) na oposição à passagem da corrente.
Com relação ao diagrama fasorial da Fig13b devemos frisar o seguinte:
- é o angulo de defasagem entre a tensão total ( V ) e a corrente consumida pelo circuito ( I ). Se R se anular V (^) R será zero consequentemente teremos o mesmo diagrama da Fig12.
- A corrente no capacitor continua adiantada em relação à tensão no capacitor ( V (^) C ).
- A corrente na resistência ( I ) está em fase com a tensão na resistência( V (^) R ).
- Observe que para obter a tensão total do circuito somamos V (^) R com VC mas não algebricamente e sim vetorialmente.
Do diagrama fasorial obtemos as relações básicas deste circuito:
se dividirmos por I 2 a primeira igualdade obteremos a expressão que calcula a impedância do circuito
IMPORTANTE !!!
O angulo de defasagem também pode ser calculado a partir do diagrama fasorial sendo dado por :
Cos = R / Z logo = arccos(R/Z) IMPORTANTE !!!
Exercício4 :
Para o circuito da Fig13a calcule : a) Impedância ( Z) b) corrente ( I )
c) tensão em C e em R d) Defasagem entre I e V.
