1. Objetivo da experiência:

Analisar o comportamento de uma fonte ca.

2. Introdução teórica

Um circuito alimentado por uma fonte CA simples é chamado circuito monofásico. Se um circuito CA consiste em uma fonte de tensão, a razão da tensão pela corrente resultante está em fase com a tensão e a razão da tensão pela corrente é igual à resistência. Por outro lado, se um circuito monofásico contém somente capacitância ou indutância, a corrente resultante está adiantada ou atrasada em relação à resistência exatamente 90° e a razão entre a tensão e a corrente é igual à reatância.

Obviamente, em um circuito monofásico contendo tanto resistência reatância, a razão entre a tensão e a corrente não é igual nem a uma resistência pura nem a uma reatância pura. Certamente esta razão representa a oposição total do circuito ao fluxo da corrente alternada. Uma combinação uma resistência com reatância é chamada de impedância e é especificada pelo símbolo Z.

Uma vez que a impedância é a razão entre Volts e ampères, sua unidade apropriada é o ohm. Então:

Onde V e I são valores fasoriais de tensão e corrente.

Na Equação acima, a função impedância relaciona matematicamente duas grandezas fasoriais para tal, a impedância deve ser especificada tanto em módulo quanto em ângulo. Impedância, no entanto, não é uma que varia senoidalmente; portanto, não é uma grandeza fasorial. Todavia, a impedância resulta da combinação vetorial resistência e reatância conforme a notação vetorial na Equação anterior. O modulo da impedância é a razão entre o módulo da tensão e o módulo da corrente, e o ângulo da impedância é a diferença entre os ângulos de fase da tensão e corrente.

3. Material utilizado:

• Fonte CA
  Multímetro analógico
  Osciloscópio
  Cabos de conexão

4. Dados obtidos:

Com o auxilio do osciloscópio a fonte ca foi ajustada para 3 Volts Vpp e uma freqüência de 60 Hz, onde obtemos o período e com o multímetro analógico medimos a tensão eficaz. Depois repetimos todo o processo para a fonte com 6 Vpp e 1000 Hz. E obtemos os seguintes valores.

Vpp Vp Vef medido Vef calculado Freqüência Período medido
3 V 1,5 V 1 V 1,41 V 60 Hz 17,6 ms
6 V 3 V 2 V 2,82 V 1 kHz 1 ms

Funções matemáticas das fontes analisadas:

Para Vpp = 3 V e F = 60 Hz V(t) = 1 cos( 377t )
Para Vpp = 6 V e F = 1KHz V(t) = 2 cos( 1006,3t )

Tensões fasoriais das fontes analisadas:

Para Vpp = 3V 10°
Para Vpp = 6V 20°

5- EXERCICIOS

1- O QUE É UMA TENSÃO OU CORRENTE ALTERNADA?

r: sempre que um corpo é faz troca de eletrons com outro, podemos dizer que o mesmo tem potencial eletrico. Assim estes corpos estabelecem um fluxo de eletrons e apresentam uma diferença de potencial,. uma senoide é a representação grafica da varição do seno do angulo, uma tensão alternada é a varição de polaridades (mais negativo ou menos negativo), essa corrente produzida é denominada corrente alternada seniodal.

2- QUAL É O SIGNIFICADO DE UMA CA SENOIDAL?

r: a representação de uma forma de onda senoidal que varia com o decorrer do tempo, sendo um semi circulo positivo e outro negativo, que consequentemente possui um periodo e uma determinada frequencia, que é a quantidade de ciclos em um segundo, há tambem uma tensão de pico a pico e sua tensão média é zero.

3- QUAL É O SIGNIFICADO DE UMA ONDA E UMA FORMA DE ONDA?

r: onda: é um periodo ou 360 graus eletricos. Forma de onda: é uma média onda, onda completa é o formato da onda, ou seja: triangular, senoidal ou quadrada.

4- QUAL O SIGNIFICADO DO VALOR DE PICO Á PICO DE UMA ONDA SENOIDAL?

r: é a amplitude maxima de uma tensão senoidal

5- QUAL É O SIGNIFICADO DE UM VALOR NEGATIVO DE TENSÂO?

r: é a metade do periodo de uma senoide.

6- ENUNCIE AS EQUAÇÔES GERAIS DA TENSÂO E DA CORRENTE SENOIDAIS:

R: V=Vmax . sem. 2 . f . t
I=Imax . sem. 2 . f . t
W=2 . f

7- O QUE É UMA FORMA DE ONDA PERIOÓDICA?

r: é uma forma que possui periodo constante, não há variação de frequencia.

8- QUAL O SIGNIFICADO DE FREQUÊNCIA E QUAIS SÂO SUAS UNIDADES?

r: é o numero de ciclos produzidos na unidade de tempo. sua grandeza é expressa em hertz [hz], um hz corresponde a um ciclo por segundo.

9- COMO SE RELACIONA O PERIODO COM A FREQUÊNCIA?

r:é o inverso da frequencia ou seja:

T=1 T = SEGUNDOS [s]

f f= HERTZ [Hz]

10- QUAL O SIGNIFICADO DE DIFERENÇA DE FASE?

r: é o quanto a corrente está defazada da tensão, ou seja, em um circuito puramente resistivo, as tensões estão em fase em um circuito puramente indutivo e a corrente está defazada da tensão 90 graus eletricos.

11 - OS TERMOS ADIANTADO E ATRAZADO TEM QUAL SIGNIFICADO?

r: é quanto a corrente está defazada, ou + 90º no capacitor, 90º no indutor e 0º no resistor (graus eletricos).

12- QUAL O SIGNIFICADO DE VALOR MÉDIO DE UMA ONDA E COMO ELE É OBTIDO?

r:o valor médio (ou ordenada média) de uma tensão ou corrente senoidal é a média aritimética dos valores instantaneos de uma alternação

Em = 2Vmax Em= VALOR MÉDIO DA TENSÃO

Im= 2Imax Im= VALOR MÉDIO DA CORRENTE

13- QUAL O SIGNIFICADO DE VALOR MÉDIO DE UMA ONDA SENOIDAL?

r: considera-se uma alternação , pois o seu valor médio é zero.

14- QUAL O SIGNIFICADO DE VALOR EFICAZ DE UMA ONDA?

r: é o valoe real da onda, na corrente continua é igual a valor maximo.

15- QUAL É O VALOR EFICAZ DE UMA ONDA SENOIDAL?

r: raiz quadrada da média dos quadrados dos valores instantaneos da corrente

16- A POTENCIA INSTÂNEA DISSIPADA POR UM RESISTOR NUM CIRCUITO CA É CONSTANTE?

r: somente pelo valor eficaz.

17- UM CAMINHO CONVENIÊNTE PARA SE CONSTRUIR UMA SENOIDAL E DESENHAR UM CIRCULO COM RAIO IGUAL A AMPLITUDE OU VALOR MAXIMO.......

18- UMA ONDA SENOIDAL TEM UM VALOR MAXIMO DE 325V. DETERMINE A TENSÂO INSTANTÂNEA QUANDO WT É IGUAL A:

a) 30º

b)0,5 rad.

19- UMA TENSÂO ALTERNADA É DADA POR UMA EXPRESSÃO c=120 sem (3141t + 90º). QUAL É A TENSÃO INSTANTÂNEA QUANDO t= 5 m seg.?

R:

20- A EQUAÇÃO PARA UMA CORRENTE SENOIDAL É i=75 sen (6280t + 30) mA. QUAL É A CORRENTE INSTANTÂNEA QUANDO t=0,002 seg.?

21- USANDO A ESCALA HORIZONTAL EM m seg., ESBOCE UMA ONDA SENOIDAL DE 25 Hz E UMA DE 60 Hz NO MÊSMO GRAFICO, USE A MESMA AMPLITUDE PARA AMBAS AS ONDAS.

22- QUANTOS SEGUNDOS SÃO NECESSARIOS PARA QUE UMA ONDA SENOIDAL DE 60Hz PASSAR DE SEU VALOR ZERO PARA METADE DE SEU VALOR MAXIMO?

r: depende da amplitude da senoide

23- O VALOR INSTANTÂNEO DE UMA CORRENTE SENOIDAL É 36 mA EM Wt=135º. QUAL É O VALOR MAXIMO DE CORRENTE?

R:

24- QUAIS OS VALORES EFICAZES DAS SENOIDES SEGUINTES?

a) v=120 sem 377t + V
b) i=0,002 cos (6280t + 45º) A
c) v= 70,7 sem (377t + 10º)V

25- QUAL A CORRENTE EFICAZ QUE CIRCULA ATRAVÉZ DE UM RESISTOR DE 12 CONECTADO Á UMA TENSÃO DE e-=120 sem 377t?

26- UM FERRO DE SOLDA DE 150W TEM UMA RESISTÊNCIA DE 60. QUAL A CORRENTE EFICAZ DESTE FERRO?

CONCLUSÃO:

Com esta experiência consequimos identificar algumas das componentes de uma fonte de corrente alternada como o periodo, amplitude e tensão de pico a pico , com a utilização do ociloscópio. podemos tambem comprovar valores práticos com teoricos.