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Prática 3 - Princípio da Superposição
Tipologia: Trabalhos
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Relatório apresentado como parte dos critérios de avaliação da disciplina CET1188 – LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS I. Turma P05. Dia de execução do experimento:07/11/2019. Professor: Rafael Rodrigues Queiroz Freitas
elemento de antemão.
Fonte de tensão CC; Medidos multi-escala usado como voltímetro e amperímetro; Resistores; Fios; Maleta Minipa.
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O procedimento experimental foi realizado em três etapas: A primeira parte consistiu na confecção do circuito representado na Figura 1, onde as resistências 𝑅 1 , 𝑅 2 e 𝑅 3 possuíam valores nominais de 6,66𝐾Ω, 26 𝐾Ω e 15𝐾Ω,respectivamente. Os valores foram conferidos através do código de cores e anotados na Tabela 1 (em anexo) juntamente com as tolerâncias ±5%para todos os três. Depois de montado, o circuito foi alimentado por uma fonte de tensão que variou para os valores de 2, 4, 5, 8 e 10 volts e para cada valor de tensão de entrada, foram calculadas as tensões de saída e depois de calculados, estes valores foram anotados na Tabela 2 (em anexo) junto com os valores aferidos com o multímetro posicionado no resistor 𝑅 3.
Figura 1. Circuito para a verificação do princípio de superposição. Já a segunda parte do experimento foi realizada montando o circuito representado pela Figura 2, onde a fonte de tensão se manteve fixa e com o valor de 4,5 volts de entrada. O valor da tensão de saída foi calculado e em
seguida aferido com o multímetro. Ambos os valores foram anotados na Tabela 5 (em anexo) assim como o erro associado.
Figura 2. Circuito para a verificação do princípio de superposição.
A terceira e última parte do processo experimental foi o de montar e achar a tensão de saída do circuito da Figura 3 e anotar os valores encontrados na Tabela 3 (em anexo). Este último circuito é uma junção dos circuitos elaborados nas etapas anteriores, onde a fonte de 4,5 volts e a fonte variável foram conectadas aos resistores 𝑅 1 e𝑅 2 , respectivamente, e ambos os polos negativos conectados ao mesmo nó. A fim de testar a validade do princípio da superposição, os valores encontrados na primeira etapa de forma prática foram somados ao valor da segunda etapa e confrontados com os valores encontrados nesta etapa em seguida foram anotados na Tabela 4 (em anexo).
Figura 3. Circuito para a verificação do princípio de superposição.
Analisando o Gráfico 1 obtido experimentalmente, vemos que o circuito da Figura 1 está de acordo com o princípio da linearidade. Pois se analisarmos a Lei de Ohm como uma função (Equação 1) veremos que ela será bem parecida
simples, depois desconsiderarmos a outra fonte de tensão e no final somarmos os valores de tensão de saída encontrados.
Como estabelece o princípio da superposição, a tensão em um elemento é a soma algébrica da tensão do elemento devido a cada fonte independente atuando separadamente (Equação 2). Somando os valores das tensões de saída (𝑉𝑜𝑢𝑡1 ) da Tabela 2 (em anexo) com o valor de tensão de saída (𝑉𝑜𝑢𝑡2 ) da Tabela 5 (em anexo), temos que:
𝑉𝑜𝑢𝑡1 + 𝑉𝑜𝑢𝑡2 = 𝑉𝑜𝑢𝑡𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 (2) 0,29𝑉 + 2,61𝑉 = 2,90𝑉 0,58𝑉 + 2,61𝑉 = 3,19𝑉 0,71𝑉 + 2,61𝑉 = 3,32𝑉 1,16𝑉 + 2,61𝑉 = 3,77𝑉 1,4𝑉 + 2,61𝑉 = 4,01𝑉 Comparando os resultados acima obtidos com os valores da Tabela 4 (em anexo) podemos ver que alguns foram iguais aos valores de tensão de saída (𝑉𝑜𝑢𝑡 ) medidos no circuito da Figura 3 e outros chegaram bem próximos, com uma pequena margem de erro que não passa de 2%.
Levando em consideração o objetivo do experimento e os resultados obtidos, podemos concluir que o princípio da superposição foi validado no teste prático e que, embora ocorrido pequenas divergências entre os valores teóricos e práticos, estas diferenças podem ser consideradas irrelevantes no que se refere à análise do circuito, já que não interferem de maneira relevante no sistema analisado. Estes erros podem ser atribuídos à resistência interna dos fios que não são levados em consideração na hora dos cálculos, pela imprecisão do material de medida (multímetro) e/ou pelo erro associado à fonte de tensão. Importante também observar que o sistema é linear, ou seja, a
medida em que a tensão de entrada é aumentada, a tensão de saída também cresce na mesma proporção.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
