Análise de circuitos elétricos prática 2005

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Apostila SENAI - Análise de Circuitos Elétricos - PRÁTICA

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  • 1. Aprendizagem Industrial Eletricista de ManutenoAnlise de circuitos eltricosPrtica

2. Anlise de circuitos eltricos - PrticaAnlise de circuitos eltricos Prtica SENAI-SP, 2005 a2 Edio atualizada.Trabalho atualizado e editorado por Meios Educacionais e Escola SENAI Roberto Simonsen - CFP1.01da Gerncia de Educao da Diretoria Tcnica do SENAI-SP, para o curso Eletricista de manuteno. Reviso de contedosAntnio Hernandes Gonalves (CFP1.01) Paulo Dirceu Bonami Briotto (CFP 1.01) Demrcio Claudinei Lopes (CFP 1.01) a1 Edio elaborada, 2000.Trabalho elaborado pela Unidade de Conhecimento Educacional do Departamento Regional de SoPaulo. Coordenao Clio TorrecilhaElaborao Airton Almeida de Moraes Regina Clia Roland Novaes Contedo tcnicoAirton Almeida de Moraes Jlio Csar Caetano Ilustraes Jos Joaquim Pecegueiro Jos Luciano de Souza Filho CapaJos Joaquim PecegueiroSENAIServio Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de So Paulo Av. Paulista, 1313 - Cerqueira Csar So Paulo SP CEP 01311-923Telefone (0XX11) 3146-7000Telefax(0XX11) 3146-7230 SENAI on-line 0800-55-1000 [email protected] pagehttp://www.sp.senai.brSENAI-SP - INTRANET 3. Anlise de circuitos eltricos - Prtica SumrioApresentao 5Utilizao do multmetro analgico7Medir resistncia equivalente de circuitos mistos 15Medir resistncia equivalente de associaes estrela-tringulo19Ensaiar divisores de tenso 23Comprovar as leis de Kirchhoff29Comprovar o teorema de Thvenin 39Comprovar o teorema da superposio de efeitos45Utilizao da ponte RLC 51Verificar o funcionamento de circuitos RC srie 53Verificar o funcionamento de circuitos RL srie 59Verificar o funcionamento de circuitos RLC srie63Referncias bibliogrficas67 SENAI-SP - INTRANET 4. Anlise de circuitos eltricos - Prtica SENAI-SP - INTRANET 5. Anlise de circuitos eltricos - Prtica ApresentaoCaro Aluno;O Curso de Aprendizagem Industrial do SENAI na rea da Eletroeletrnica continua nosegundo semestre com os estudos tericos sobre anlise de circuitos. O principalobjetivo deste estudo fazer voc conhecer no s os princpios e as leis quecomandam o funcionamento dos circuitos eletroeletrnicos, mas tambm ascaractersticas de componentes e instrumentos de medio usados no dia-a-dia doprofissional dessa rea.O presente volume, Anlise de Circuitos Eltricos: Prtica complementa, cominformaes tecnolgicas sobre instrumentos e componentes, os conceitos tericosque voc j estudou e apresenta ensaios que tm o objetivo de comprovarexperimentalmente os conceitos e aplicar na prtica todos os contedos estudadosnas aulas tericas.Trata-se de um material de referncia preparado com todo o cuidado para ajud-lo emsua caminhada rumo ao sucesso profissional. SENAI-SP - INTRANET 5 6. Eletroeletrnica6Tecnologia aplicada e ensaios 7. Anlise de circuitos eltricos - Prtica Utilizao do multmetroanalgicoNeste ensaio, voc vai usar um multmetro analgico. Para isso, vai inicialmenteestudar os manuais dos instrumentos. Em seguida, usando o multmetro, vai medirvalores hmicos de resistncias eltricas, tenses e correntes eltricas.EquipamentosMultmetro analgico;Fonte varivel 0~30 VDC;Varivolt.Material necessrioManual do fabricante do multmetro e do volt-ampermetro alicate;Matriz de contatos;Cabos conectores;Resistores diversos.Aps ler o ensaio, complete a lista de materiais necessrios, de acordo com os passosdo item Procedimento. Consulte catlogos de fabricantes de resistores eltricos e anorma NBR 5311. SENAI-SP - INTRANET7 8. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimento A Medio de Resistncia1. Estude o manual de instrues de uso do multmetro, principalmente na parte referente utilizao como ohmmetro.2. Faa um esboo do painel frontal do multmetro e identifique a escala de funes, as posies da chave seletora e os bornes referentes ao ohmmetro.3. Quantas e quais so as posies da chave seletora correspondente ao ohmmetro?4. Prepare o multmetro para a medio de resistncia: Ponta de prova vermelha no borne + ou volt/. Ponta de prova preta no borne ou com.5. Selecione a chave seletora de funes do multmetro para medio de resistncia eltrica.8SENAI-SP - INTRANET 9. Anlise de circuitos eltricos - Prtica6. Responda: a. Voc conhece o valor de resistncia do material dos itens fornecidos?( ) sim( ) no b. Qual a posio em que, preferencialmente, deve ser ajustada a chaveseletora?7. Selecione a posio adequada da chave seletora para medir a resistncia de cada item relacionado na tabela do passo 8.8. Conecte as pontas de prova nas extremidades de cada um dos itens fornecidos e anote os valores medidos na tabela a seguir.Itens fornecidosValor medidoFerro de soldarLmpada incandescenteAlto-falanteReostatoSENAI-SP - INTRANET9 10. Anlise de circuitos eltricos - Prtica9. Registre as cores dos resistores fornecidos por seu professor e faa a leitura do valor hmico e percentual de tolerncia utilizando a tabela a seguir. Se o resistor tiver menos cores que a tabela, ignore as colunas finais que ficarem sem preenchimento. Resistor1 cor 2 cor3 cor 4 cor5 cor6 corValor codificado (nominal) VnResistor 1Resistor 2Resistor 3Resistor 4Resistor 5Resistor 6Resistor 7Resistor 8Resistor 9Resistor 1010 Utilizando o multmetro analgico, mea os valores dos resistores e registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir. Anote tambm os valores codificados (Vn) encontrados no passo 9 e calcule a porcentagem de tolerncia real, ou desvio percentual (R%) utilizando a frmula:R% = (Vn - Vm) x 100Vn Valor nominal Valor medido Tolerncia TolernciaResistor(Vn)(Vm) nominalreal (R%) 1 2 3 4 5 6 7 8 91010 SENAI-SP - INTRANET 11. Anlise de circuitos eltricos - PrticaO valor real de cada resistor est de acordo com o seu valor codificado? (considere atolerncia admitida). Justifique. ( ) Sim ( ) NoProcedimento B Medio de Tenses e Correntes1. Ligue a fonte ajustvel.2. Prepare o multmetro para a medio de tenso eltrica contnua: Ponta de prova vermelha no borne + ou volt/. Ponta de prova preta no borne ou com.3. Selecione a chave seletora de funes do multmetro para medio de tenso eltrica contnua (VDC).4. Responda:a. Voc conhece o valor de tenso de sada da fonte fornecida?( ) sim( ) nob. Qual a posio em que, preferencialmente, deve ser ajustada a chave seletora?5. Selecione a posio adequada da chave seletora para medir a tenso nos bornes de sada da fonte.6. Mea a tenso nos bornes de sada da fonte. V = ___________VDC SENAI-SP - INTRANET11 12. Anlise de circuitos eltricos - Prtica7. Ajuste a fonte para obter uma indicao de 5 VDC8. Utilizando 2 cabos conectores, ligue os bornes do varivolt da bancada 2 bornes quaisquer da matriz de contatos.9. Prepare o multmetro para a medio de tenso eltrica alternada: Ponta de prova vermelha no borne + ou volt/. Ponta de prova preta no borne ou com.10. Selecione a chave seletora de funes do multmetro para medio de tenso eltrica alternada (VAC).11. Responda:a. Voc conhece o valor de tenso de sada do varivolt?( ) sim( ) nob. Qual a posio em que, preferencialmente, deve ser ajustada a chave seletora?12. Selecione a posio adequada da chave seletora para medir a tenso nos bornes do varivolt.13. Mea a tenso nos bornes do varivolt.V = ___________VAC14. Ajuste o varivolt para obter uma indicao de 40 VAC15. Conecte o resistor de 1 k na matriz de contatos.16. Conecte a fonte DC aos terminais do resistor.17. Ligue a fonte e com auxlio do multmetro, ajuste-a para fornecer 10 VDC ao resistor.12 SENAI-SP - INTRANET 13. Anlise de circuitos eltricos - Prtica18. Calcule o valor da corrente que circula pelo resistor.I = ____________mA19. Prepare o multmetro para a medio de corrente eltrica: Ponta de prova vermelha no borne mA. Ponta de prova preta no borne ou com.20. Selecione a chave seletora de funes do multmetro para medio de corrente eltrica.21. Utilizando o multmetro na funo e escala apropriadas, mea a corrente do circuito.I = ___________mA22. Compare o valor calculado e o valor medido. Justifique possveis desvios significativos. SENAI-SP - INTRANET 13 14. Anlise de circuitos eltricos - Prtica14 SENAI-SP - INTRANET 15. Anlise de circuitos eltricos - PrticaMedir resistncia equivalentede circuitos mistosNeste ensaio, voc vai usar um multmetro analgico para medir valores hmicos deresistncias eltricas equivalentes em circuitos resistivos, atravs de associaes srie,paralelo e mistas.EquipamentosMultmetro analgico.Material necessrioMatriz de contatos;Cabos conectores;Resistores diversos.Aps ler o ensaio, complete a lista de materiais necessrios, de acordo com os passosdo item Procedimento. Consulte catlogos de fabricantes de resistores eltricos e anorma NBR 5311. SENAI-SP - INTRANET 15 16. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimento Medio de Resistncia Equivalente1. Monte o circuito abaixo na matriz de contatos.2. Utilizando o multmetro analgico como ohmmetro, mea os valores individuais dosresistores e registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir.Valor nominalValor medido Resistor(Vn)(Vm) R118 K R218 K R3 1,8 K R4 1,2 K R5 1,5 K R6 1,5 K R710 K R815 K3. Utilizando os valores nominais dos resistores, calcule a resistncia equivalente docircuito vistas pelos pontos:a. A e CReq AC = _____________b. D e CReq DC = _____________c. B e CReq BC = _____________d. A e DReq AD = _____________e. B e DReq BD = _____________16 SENAI-SP - INTRANET 17. Anlise de circuitos eltricos - Prtica4. Houve dificuldade para o clculo de algum item? Porque?5. Utilizando o multmetro analgico como ohmimetro, mea os valores dos resistores pelos pontos indicados no item 3 e registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir. Anote tambm os valores calculados (Vc) encontrados no passo 2.6. Compare os valores calculados e os valores medidos, calculando o desvio percentual (R%) utilizando a frmula:R% = (Vn - Vm) x 100VnValor nominalValor medido Circuito Desvio %(Vc)(Vm) A-C D-C B-C A-D B-D7. Justifique possveis desvios significativos. SENAI-SP - INTRANET 17 18. Anlise de circuitos eltricos - Prtica18 SENAI-SP - INTRANET 19. Anlise de circuitos eltricos - PrticaMedir resistncia equivalente de associaes estrela-tringuloNeste ensaio voc vai verificar como possvel transformar associaes complexas deresistores em associaes mistas, atravs da converso de circuitos estrela emtringulo ou de triangulo em estrela.EquipamentosMultmetro analgico;Multmetro digital.Material necessrioMatriz de contatos;Cabos conectores;Resistores diversos. SENAI-SP - INTRANET19 20. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimento1. Monte o circuito abaixo na matriz de contatos.2. Utilizando o multmetro analgico como ohmmetro, mea os valores individuais dos resistores e registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir.Valor nominalValor medido Resistor (Vn) (Vm) R1 18 K R2 18 K R31,8 K R41,2 K R51,5 K R61,5 K R7 10 K R8 15 K3. Com o multmetro analgico, medir a resistncia RBDReq BD = _____________20SENAI-SP - INTRANET 21. Anlise de circuitos eltricos - PrticaTransformao de Tringulo em Estrela1. Redesenhe o circuito, sem altera-lo eletricamente, de modo a ve-lo com os pontos B e D como terminais.2. Utilizando o tringulo A-B-C, transformar o teoricamente o circuito, desenhando-o abaixo.3. Utilizando os valores nominais dos resistores, calcule a resistncia equivalente do circuito vista pelos pontos B e D:Req BD = _____________4. Compare os valores terico e prtico. Valor nominal Valor medidoResistncia (Vn)(Vm) RBD SENAI-SP - INTRANET 21 22. Anlise de circuitos eltricos - PrticaTransformao de Estrela em Tringulo1. Utilizando a estrela com neutro no ponto A, transformar o teoricamente o circuito, desenhando-o abaixo.2. Calcular a resistncia equivalente RBD.3. Compare os valores terico e prtico. Valor nominal Valor medido Resistncia (Vn)(Vm) RBD4. Houve significativa diferena entre os valores calculados (tericos) e medidos (prticos)? Justifique.22 SENAI-SP - INTRANET 23. Anlise de circuitos eltricos - Prtica Ensaiar divisores de tensoNeste ensaio voc vai verificar a possibilidade de alimentao de cargas atravs defontes fixas de tenso com valor de fornecimento diferente do requerido pela carga.Verificar tambm a influncia da carga em um divisor de tenso.EquipamentosMultmetro analgico;Fonte de alimentao 12VDC.Material necessrioMatriz de contatos;Cabos conectores;Resistores diversos (270R,1K(2x) e 10K). SENAI-SP - INTRANET23 24. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimentoDivisores de tenso sem carga1. Monte o circuito da figura a seguir:2. Mea os valores individuais dos resistores e demais parmetros eltricos. Preencha a tabela abaixo:Valor nominalValor medidoResistncia(Vn) (Vm)R11k + 270R210kVT12VV2I1 = I23. Faa os clculos tericos e compare com os valores prticos. Justifique possveis desvios significativos.24SENAI-SP - INTRANET 25. Anlise de circuitos eltricos - PrticaDivisores de tenso com carga1. Monte o circuito da figura a seguir:2. Mea os valores individuais dos resistores e demais parmetros eltricos. Preencha a tabela abaixo: Valor nominal Valor medidoResistncia (Vn)(Vm)R1 1K + 270R2 10KRL 1KVT 12VVL = V25VI1I2IL3. Faa os clculos tericos e compare com os valores prticos. Justifique possveis desvios significativos.SENAI-SP - INTRANET25 26. Anlise de circuitos eltricos - Prtica4. Preencha a tabela abaixo e compare os valores tericos (itens 4 e 8) com os valores prticos obtidos (itens 3 e 7).Valor medidoResistor Item Condio(Vm)Sem cargaV1Com carga R1 Sem carga I1Com cargaSem cargaV2Com carga R2 Sem carga I2Com carga5. Com base na tabela acima, o que acontece quando retiramos a carga do circuito?. Quais as conseqncias para os elementos que compem esse circuito?6. Calcule as potncias dissipadas em cada resistor em ambas situaes e preencha a tabela abaixo.PotnciaResistorCondio (W)Sem cargaPR1Com cargaSem cargaPR2 Com cargaCom carga26SENAI-SP - INTRANET 27. Anlise de circuitos eltricos - Prtica7. Os valores de potncias anotados na tabela anterior confirmam os comentrios feitos no item 10?8. Baseado nos resultados observados neste ensaio, qual deve ser o seu maior cuidado ao projetar um divisor de tenso resistivo? SENAI-SP - INTRANET27 28. Anlise de circuitos eltricos - Prtica28 SENAI-SP - INTRANET 29. Anlise de circuitos eltricos - PrticaComprovar as leis deKirchhoffNeste ensaio, voc vai comprovar a Primeira e a Segunda Leis de Kirchhoff. Vaitambm aplicar essas leis em circuitos mistos de resistores em corrente contnua.EquipamentosFontes de tenso contnua ajustvel;Multmetro analgico;Multmetro digital.Material necessrioMatriz de contatos;Componentes e resistores diversos a serem especificados a seguir, aps a leitura do item procedimento. SENAI-SP - INTRANET29 30. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimentoComprovar a primeira lei de Kirchhoff1. Monte o circuito da figura a seguir.2. Ajuste a tenso de sada da fonte de corrente contnua em 10V.3. Ligue a chave S1.4. Observe a indicao dos multmetros na escala de miliampres.5. Responda. a. Qual o instrumento que indica a corrente total?( ) P1 ( ) P2( ) P3 b. Qual o instrumento que indica a corrente que circula em R1?( ) P1 ( ) P2( ) P3 c. Qual o instrumento que indica a corrente que circula em R2?( ) P1 ( ) P2( ) P36. Leia e anote o valor da intensidade de corrente que circula em cada resistor. IR1 = _________________ IR2 = _________________30 SENAI-SP - INTRANET 31. Anlise de circuitos eltricos - Prtica7. Em qual resistor est circulando a maior corrente? Por qu?8. Leia e anote o valor da corrente total. IT = __________9. Faa a soma das correntes que circulam nos resistores R1 e R2. IR1 + IR2 = __________10. Compare o valor de corrente medido no passo 8 com o valor calculado passo 9. Justifique a igualdade dos valores.ObservaoQuando se efetua uma mesma medio com dois instrumentos distintos, pode haveruma pequena diferena entre os valores indicados devido caracterstica interna decada instrumento.11. Mea e anote o valor da tenso sobre R1 e R2. VR1 = __________ VR2 = __________12. Os valores das tenses sobre R1 e R2 so iguais? Por qu?13. Desligue a chave S1. SENAI-SP - INTRANET31 32. Anlise de circuitos eltricos - PrticaComprovar a segunda lei de Kirchhoff1. Para comprovar a Segunda Lei de Kirchhoff, monte o circuito da figura a seguir.2. Ajuste a tenso de sada da fonte para 10 V.3. Ligue a chave S1.4. Mea e anote a queda de tenso sobre os resistores R1 e R2. VR1 = _________ VR2 = _________ VR3 = _________5. Responda. a. Em qual resistor ocorre a maior queda de tenso? Por qu?32 SENAI-SP - INTRANET 33. Anlise de circuitos eltricos - Prtica b. Por que as quedas de tenso so diferentes?6. Faa a soma dos valores das quedas de tenso nos resistores. VR1 + VR2 + VR3 = _____________7. Compare o valor da tenso total aplicada com o valor calculado no passo 6 e justifique a igualdade dos valores.8. Mea e anote a tenso nos pontos A, B e C. VA = __________ VB = __________ VC = __________9. Qual das tenses medidas corresponde soma de VR2 e VR3?( ) VA ( ) VB( ) VC10. Leia e anote o valor da intensidade de corrente indicado no multmetro P1. I = __________11. Desligue a chave.SENAI-SP - INTRANET33 34. Anlise de circuitos eltricos - Prtica12. Mude a posio do multmetro conforme mostra o circuito a seguir.13. Ligue a chave.14. Leia e anote o valor da intensidade de corrente mostrado no multmetro P1. I = __________15. Compare o valor da intensidade de corrente medido no passo 10 com o valor da intensidade de corrente medido no passo 14. Justifique a igualdade dos valores.16. Desligue a chave.34 SENAI-SP - INTRANET 35. Anlise de circuitos eltricos - Prtica17. Para verificar as Leis de Kirchhoff em circuitos mistos, monte o circuito a seguir.18. Ajuste a tenso de sada da fonte para 8 V.19. Ligue a chave e observe a indicao dos instrumentos.20. Responda. a. Qual o instrumento que indica a corrente que circula em R1?( ) P1 ( ) P2( ) P3 b. Qual o instrumento que indica a corrente que circula em R2?( ) P1 ( ) P2( ) P3 c. Qual o instrumento que indica a corrente que circula em R3?( ) P1 ( ) P2( ) P321. Leia e anote o valor da intensidade de corrente que circula em cada resistor. IR1 = ________ IR2 = ________ IR3 = ________ SENAI-SP - INTRANET35 36. Anlise de circuitos eltricos - Prtica22. Responda. a. Qual dos valores de intensidade de corrente lidos corresponde a corrente total?Por qu? b. Valor da intensidade de corrente IR2 maior do que o valor da intensidade decorrente IR3? Por qu? c. A soma do valor da intensidade de corrente IR2 com o valor da intensidade decorrente IR3 igual ao valor da intensidade de corrente IR1? Por qu?23. Mea e anote o valor da tenso sobre R1, R2 e R3. VR1 = __________ VR2 = __________ VR3 = __________24. Responda. a. Valor da tenso sobre R2 igual ao valor da tenso sobre R3? Por qu?36 SENAI-SP - INTRANET 37. Anlise de circuitos eltricos - Prtica b. A soma do valor da tenso sobre R1 com o valor da tenso sobre R2 igual tenso aplicada? Por qu?25. Desligue a chave.26. Monte o circuito da figura a seguir.27. Ajuste a tenso de sada da fonte para 6V.28. Ligue a chave.29. Mea e anote o valor da tenso sobre R1, R2 e R3. VR1 = ________ VR2 = ________ VR3 = ________30. Responda. a. Valor da tenso sobre R2 igual ao valor da tenso aplicada ao circuito? Porqu? SENAI-SP - INTRANET37 38. Anlise de circuitos eltricos - Prtica b. A afirmao VR1 + VR3 = VR2 correta? Por qu?31. Observe a indicao dos instrumentos.32. Responda. a. Qual o instrumento que indica a corrente total?( ) P1 ( ) P2( ) P3 b. Qual o instrumento que indica a corrente que circula em R2?( ) P1 ( ) P2( ) P3 c. Qual o instrumento que indica a corrente que circula em R1?( ) P1 ( ) P2( ) P333. Leia e anote o valor da intensidade de corrente IT, IR1 e IR2. IT = __________ IR1 = __________ IR2 = __________34. Responda. a. Qual dos valores lidos corresponde ao valor da intensidade de corrente em R3?Por qu? b. A afirmao: IR1 + IR2 = IT correta? Por qu?38 SENAI-SP - INTRANET 39. Anlise de circuitos eltricos - PrticaComprovar o teorema de ThveninNesta atividade voc vai verificar o funcionamento de um circuito de corrente contnua,comprovando de forma prtica a validade do Teorema de Thvenin.EquipamentosFonte CC 12 V;Multmetro digital;Multmetro analgico.Material necessrioMatriz de contatos;Componentes diversos a serem especificados a seguir, aps a leitura dos passos 1 a 5 do item procedimento. SENAI-SP - INTRANET 39 40. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimento1. Monte o circuito a seguir: Qual o valor da corrente I2, medida pelo instrumento P1?2. Utilizando o teorema de Thvenin calcule a corrente I2 e compare com os valores medidos nos passos a seguir.3. Determine a tenso de Thvenin. a. Para aplicar o teorema de Thvenin, o primeiro passo retirar a carga docircuito. Desta forma, o circuito a ser analisado fica conforme esquema a seguir.40 SENAI-SP - INTRANET 41. Anlise de circuitos eltricos - PrticaObservaoA tenso de Thvenin tenso nos terminais da carga retirada. a. Mea a tenso entre os pontos A e B, ou seja, a tenso de thvenin, VTh. VTh = ___________ Observe que os terminais A e B esto interrompidos, logo a corrente neste ramo 0 A. Sem circulao de corrente eltrica no ocorre queda de tenso nos resistores R3 e R4. Portanto, a tenso de Thvenin igual a tenso da fonte menos a queda de tenso do resistor R1. b. Mea a queda de tenso no resistor R1. VR1 = ___________ Compare se o valor de VCC VR1 = VTh. c. Mea a corrente total do circuito.ObservaoA corrente que circula neste circuito nica, pois os elementos VCC, R1, R5 e R6 estoem srie conforme figura a seguir.IT = _____________ SENAI-SP - INTRANET41 42. Anlise de circuitos eltricos - Prtica d. Calcule a corrente IT e a tenso Thvenin VTh. RT = R1 + R5 + R6Vcc IT =RT VTh = VCC - VR1 e. Compare os valores calculados com os valores medidos nos itens b a d.Existe alguma diferena entre os valores medidos com os valores calculados?Por qu?4. Determine a resistncia de Thvenin. Observao A resistncia de Thvenin a resistncia equivalente entre os terminais da carga removida (A e B), quando todas as fontes de alimentao forem substitudas por um fio ou curto-circuitadas, conforme o prximo item. a. Monte o circuito que segue para determinar a resistncia de Thvenin docircuito em anlise.42 SENAI-SP - INTRANET 43. Anlise de circuitos eltricos - Prtica b. Ajuste o multmetro na escala de resistncia e mea o valor resistivo entre ospontos A e B que a resistncia de Thvenin. RTh (medido) = ______________________ c. Calcule a resistncia equivalente, RTh, entre os pontos A e B. RTh (calculado) = _____________________ d. Compare o valor medido com o valor calculado. Existe alguma diferena entre os valores medidos com os valores calculados? Por qu?5. Calcule a corrente I2 solicitada no item 2. a. Complete o circuito equivalente de Thvenin com os valores de tenso VTh eresistncia RTh calculados. SENAI-SP - INTRANET 43 44. Anlise de circuitos eltricos - Prtica b. Determine a corrente I2, corrente que passa pelo resistor R2, colocando-onovamente entre os pontos A e B. c. Calcule a resistncia total desta associao e determine a corrente I2. RT = RTh + R2 VTh I2 = RT d. Compare o valor medido no item 1 com o valor calculado no item acima. Existe alguma diferena entre os valores medidos com os valores calculados? Por qu?44 SENAI-SP - INTRANET 45. Anlise de circuitos eltricos - Prtica Comprovar teorema dasuperposio de efeitosNeste ensaio, voc vai poder constatar que os efeitos de uma fonte de tenso contnuaatuando isoladamente sobre um circuito linear, pode somar-se aos efeitos, tambmisolados, de outras fontes, sendo o resultado final dessa somatria equivalente aoresultado que se pode obter com todas as fontes agindo simultaneamente.EquipamentosFonte de tenso contnua ajustvel;Fontes de tenso contnua fixa 12V;Multmetro analgico.Material necessrioMatriz de contatos;Cabos conectores;Resistores diversos.Aps ler o ensaio, complete a lista de materiais necessrios, de acordo com os passosdo item Procedimento. Consulte catlogos de fabricantes de resistores eltricos e anorma NBR 5311. SENAI-SP - INTRANET45 46. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimento1. Monte o circuito abaixo na matriz de contatos.2. Utilizando o multmetro analgico, mea os valores individuais dos resistores, as fontes de tenso e registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir.Valor nominalValor medido Resistor(Vn)(Vm) R11K2 R21K8 R33K6 V1 12 V V2 27 V3. Ainda com o multmetro analgico, mea os valores de tenso e corrente em cada resistor. Registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir. Valor medido Resistor Parmetro(Vm) VR1 R1 IR1 VR2 R2 IR2 VR3 R3 IR3ObservaoAteno no uso do multmetro, principalmente para as medies de correntes. cadamedio, verifique cuidadosamente se a funo e a escala selecionadas estoadequadas ao parmetro a ser medido.46 SENAI-SP - INTRANET 47. Anlise de circuitos eltricos - Prtica4. Determine as tenses e correntes devido a fonte V1. a. Para aplicar apenas a fonte V1 ao circuito, devemos remover a fonte V2 e em seu lugar fechar o circuito com um cabo conector.b. Mea as tenses sobre cada resistor e as correntes em cada ramo, devido a fonte V1 e registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir. ParmetrosValor medido (Vm)VR1VR2VR3 I1 I2 I35. Determine as tenses e correntes devido a fonte V2. a. Para aplicar apenas a fonte V2 ao circuito, devemos remover a fonte V1 e em seu lugar fechar o circuito com um cabo conector. SENAI-SP - INTRANET47 48. Anlise de circuitos eltricos - Prticab. Mea as tenses sobre cada resistor e as correntes em cada ramo, devido a fonte V2 e registre na coluna "valor medido" (Vm) da tabela a seguir.Parmetros Valor medido (Vm) VR1 VR2 VR3I1I2I36. Determine as tenses e correntes totais do circuito e complete a tabela abaixo.a. Resistor R1 Some as tenses parciais do resistorVR1 = VR1 + VR1 = ____ + ____VR1 = ______ V Some as correntes parciais no resistorI1 = I1 + I1 = ____ + ____ I1 = ______ Ab. Resistor R2 Some as tenses parciais do resistorVR2 = VR2 + VR2 = ____ + ____VR2 = ______ V Some as correntes parciais no resistorI2 = I2 + I2 = ____ + ____ I2 = ______ Ac. Resistor R3 Some as tenses parciais do resistorVR3 = VR3 + VR3 = ____ + ____VR3 = ______ V Some as correntes parciais no resistorI3 = I3 + I3 = ____ + ____ I3 = ______ A48SENAI-SP - INTRANET 49. Anlise de circuitos eltricos - PrticaResistor ParmetroValor medido (Vm) VR1R1IR1 VR2R2IR2 VR3R3IR37. Compare as tabelas dos itens 3 e 6. Justifique possveis desvios significativos. SENAI-SP - INTRANET49 50. Anlise de circuitos eltricos - Prtica50 SENAI-SP - INTRANET 51. Anlise de circuitos eltricos - Prtica Utilizao da ponte RLCNeste ensaio, voc vai usar um equipamento para medio de resistncias, indutnciase capacitncias, denominado Ponte RLC. Para isso, vai inicialmente estudar osmanuais do instrumento. Em seguida, usando a ponte RLC, vai medir valores hmicosde resistncias eltricas, indutncias e capacitncias.EquipamentosPonte RLC.Material necessrioManual do fabricante da Ponte RLC;Resistores, capacitores e indutores diversos.Aps ler o ensaio, complete a lista de materiais necessrios, de acordo com os passosdo item Procedimento. SENAI-SP - INTRANET 51 52. Anlise de circuitos eltricos - PrticaProcedimento Medio de Resistncia1. Estude o manual de instrues de uso da Ponte RLC, principalmente na parte referente utilizao como ohmmetro.2. Faa um esboo do painel frontal da ponte e identifique a escala de funes, as posies da chave seletora e os bornes referentes ao ohmmetro.52 SENAI-SP - INTRANET 53. Anlise de circuitos eltricos - PrticaVerificar o funcionamento de circuito RC srieNeste ensaio, voc vai determinar experimentalmente os parmetros de um circuito RCEquipamentosMultmetro;Fonte de CC;Miliampermetro de ca 0 -250 ma.Material necessrioMatriz de contatos.Procedimento1. Complete a lista de materiais necessrios, de acordo com os passos deste ensaio. Consulte catlogos de fabricantes de resistores e capacitores e a norma NBR 12521. SENAI-SP - INTRANET53 54. Anlise de circuitos eltricos: Prtica2. Para determinar os parmetros de um circuito RC srie em CA, monte o circuito abaixo.3. Coloque a chave S1 na posio desligada.4. Ajuste a tenso de sada do varivolt para 110 V.5. Ligue a chave S1 e mea os valores indicados a seguir: I = ___________ mA VR1= _________ V VC1= _________ V6. Calcule a impedncia do circuito usando os valores de tenso de entrada do circuito e corrente. Z = __________ (experimental)7. Determine matematicamente os valores Z, I, VR1 e VC1 do circuito, a partir dos valores tericos dos componentes e compare com os valores obtidos experimentalmente e responda:8. Os valores tericos conferem com os valores experimentais? Desconsidere pequenas diferenas que podem ocorrer no mtodo experimental.54SENAI-SP - INTRANET 55. Anlise de circuitos eltricos - Prtica9. Aplique os valores VR1 e VC1 obtidos experimentalmente na equao da tenso total e resolva a equao: 22 VT = VR1 + VC110. Resultado confere, aproximadamente com o valor de tenso ajustado na entrada?() Sim ( ) No11. Para determinar a defasagem entre a tenso de sada e de entrada em um circuito RC srie em CA, monte o circuito a seguir.12. Ligue e ajuste o gerador de funes para senoidal, 1 kHz, 8 VPP.13. Ligue a chave S1.14. Conecte o canal 1 do osciloscpio ao circuito de forma a observar a tenso de entrada, pontos A e C. O terra deve ser conectado no ponto C.15. Ajuste os controles do osciloscpio de forma a obter uma figura que ocupe 8 quadros na vertical e 6 quadros na horizontal (1 ciclo).ObservaoSelecione sincronismo pelo canal 1 em modo automtico. SENAI-SP - INTRANET55 56. Anlise de circuitos eltricos: Prtica16. Centralize verticalmente a figura na tela. A figura projetada na tela corresponde tenso de entrada do circuito.17. Reproduza no grfico a seguir, a figura observada no osciloscpio. Identifique a senide como tenso de entrada" (VT)18. Se o canal 2 do osciloscpio for utilizado ser necessrio conectar o terra da ponta de prova (CH2) ao circuito? Por qu?19. Mude a chave seletora de modo de operao vertical para DUAL (ou chopper).20. Obtenha o trao do canal 2 na tela do osciloscpio.21. Centralize o trao na tela.22. Conecte o canal 2 do osciloscpio ao circuito de forma a observar a tenso de sada, ou seja, entrada de sinal da ponta de prova no ponto B do circuito.23. Posicione a chave seletora de ganho vertical do canal 2 para 1 V/DIV.56SENAI-SP - INTRANET 57. Anlise de circuitos eltricos - Prtica24. Observe o osciloscpio e registre na tela ao lado a figura projetada. Identifique as senides de tenso de entrada (VT) e tenso de sada (VS).25. Responda. a. Pode-se afirmar que a tenso de sada de uma rede de defasagem RC srie,sempre ser menor que a tenso de entrada? Por qu? b. As senides de tenso de entrada e tenso de sada esto defasadas? Quanto? c. Qual das senides est atrasada? SENAI-SP - INTRANET 57 58. Anlise de circuitos eltricos: Prtica26. Reduza a tenso da entrada do circuito para 6 VPP.ObservaoObserve a senide de VT que j est projetada na tela para ajustar o gerador defunes.27. Verifique novamente a defasagem entre as duas senides na tela.28. Responda. a. Alterou o ngulo de fase?() Sim( ) No b. correto afirmar que o ngulo de fase em um circuito RC no depende do valorde tenso aplicado a entrada? Por qu?() Sim( ) No29. Altere a freqncia do gerador de funes para 3 kHz e observe a defasagem entre as duas senides.30. A freqncia da fonte de CA influencia na defasagem entre entrada e sada?31. Que outros valores influenciam no ngulo de fase do circuito?ObservaoVoc poder testar se sua resposta ltima questo est correta, substituindocomponentes no circuito. Solicite ao seu professor.58SENAI-SP - INTRANET 59. Anlise de circuitos eltricos - PrticaVerificar o funcionamento de circuito RL srieO circuito RL srie em CA forma uma rede de defasagem de tenses. Essa redepermite que se obtenha tenses atrasadas ou adiantadas em relao tensoaplicada, dependendo do ponto de sada do sinal no circuito.Neste ensaio, voc vai determinar a impedncia de um circuito RL srie e verificar ocomportamento de uma rede de defasagem RL.EquipamentoVarivolt;Multmetro;Gerador de funes;Osciloscpio duplo trao;Miliampermetro de ca 0-250ma;Material necessrioMatriz de contatos.Procedimento1. Complete a lista de materiais necessrios, de acordo com os passos deste ensaio. Consulte catlogos de fabricantes de resistores e indutores e a norma NBR 12521. SENAI-SP - INTRANET 59 60. Anlise de circuitos eltricos - Prtica2. Para determinar a impedncia do circuito RL srie, monte o circuito a seguir.3. Coloque a chave S1 na posio desligada.4. Ajuste a tenso de sada do varivolt para 30 V.5. Ligue a chave S1 e mea a tenso no resistor R1. VR1= _________ V6. Determine a corrente no circuito.VR1 I=R17. Calcule a impedncia do circuito usando os valores de tenso de entrada do circuito e corrente. Z = __________ (experimental)8. Determine matematicamente a impedncia do circuito, a partir dos valores tericos dos componentes e compare com os valores obtidos experimentalmente.9. Os valores tericos conferem com os valores experimentais? Desconsidere pequenas diferenas que podem ocorrer no mtodo experimental.60 SENAI-SP - INTRANET 61. Anlise de circuitos eltricos - Prtica10. Para verificar o comportamento de uma rede de defasagem, monte o circuito que segue utilizando um gerador de funes. a. Ligue e ajuste o gerador de funes para senoidal, 10 kHz, 5 VPP. b. Ligue a chave S1. c. Conecte o canal 1 do osciloscpio na entrada do circuito RL, ponto A. d. Conecte o canal 2 do osciloscpio na sada do circuito RL, ponto B. e. Conecte o terra do osciloscpio no terra do circuito, ponto C. f. Sincronize o osciloscpio pelo canal 1.11. Responda. a. Existem duas senides projetadas na tela. Pode-se afirmar que a menoramplitude corresponde tenso de sada da rede de defasagem?() Sim ( ) No b. A tenso de sada est adiantada ou atrasada com relao tenso deentrada? Quantos graus? SENAI-SP - INTRANET61 62. Anlise de circuitos eltricos - Prtica c. ngulo de defasagem se modifica se a tenso aplicada na entrada formodificada?() Sim ( ) No d. Se a freqncia for modificada, o ngulo de defasagem se modificar? Porqu?12. Mude a frequncia do gerador de funes e observe se ocorrem modificaes no ngulo de defasagem. Compare o experimento com a resposta da questo anterior. Comente o resultado .62 SENAI-SP - INTRANET 63. Anlise de circuitos eltricos - PrticaVerificar o funcionamento de circuito RLC srieNeste ensaio, voc vai verificar a oposio entre o efeito indutivo e o efeito capacitivoem CA. Vai tambm observar a utilizao de um circuito RLC srie como filtro defreqncias e determinar a sua faixa de passagem.EquipamentosVarivolt;Multmetro;Gerador de funes;Osciloscpio duplo trao.Material necessrioMatriz de contatos.Procedimento1. Complete a lista de materiais necessrios, de acordo com os passos deste ensaio. Consulte catlogos de fabricantes de resistores, capacitores, indutores e a norma NBR 12521. SENAI-SP - INTRANET63 64. Anlise de circuitos eltricos - Prtica2. Para verificar os efeitos indutivo e capacitivo no circuito RLC srie, monte o circuito a seguir.3. Coloque a chave S1 na posio desligada.4. Conecte o varivolt rede eltrica, ajuste a tenso de sada para 20 V e ligue a chave S1.5. Mea as tenses sobre o resistor, capacitor e indutor. VR1 = __________ V VL1 = __________ V VC1 = __________ V6. Calcule o valor de tenso entre os pontos A e B do circuito. VAB = __________ V (calculado)7. Mea a tenso entre os pontos A e B do circuito. VAB = __________ V (medido)8. O resultado da medio da tenso VL1 + VC1 confirma que os efeitos indutivo e capacitivo atuam um contra o outro?() Sim ( ) No64 SENAI-SP - INTRANET 65. Anlise de circuitos eltricos - Prtica9. Para observar o circuito RLC como seletor de freqncias, monte o circuito a seguir.9. Ligue o gerador de funes e ajuste para senoidal, 1 kHz, 5 VPP. Use o canal 1 do osciloscpio conectado entrada do circuito para ajustar a tenso de sada do gerador.10. Mantenha o canal 1 do osciloscpio ligado entrada do circuito. Ajuste o sincronismo pelo canal 1, modo automtico.11. Conecte o canal 2 do osciloscpio sada do circuito.12. Ajuste a freqncia do gerador de funes para cada um dos valores da tabela que segue e leia os valores de pico a pico de sada correspondentes. Anote os valores lidos na tabela abaixo. Mantenha a tenso de entrada em 5 VPP para todas as medies.Frequncia (kHz) Tenso de sada (VPP)13579101112141618 SENAI-SP - INTRANET65 66. Anlise de circuitos eltricos - Prtica2013. Responda. a. A tenso de sada depende da freqncia da CA aplicada?() Sim ( ) No b. Em que freqncia, aproximadamente, se obtm a maior tenso de sada? f = _____________14. Usando os dados da tabela, monte um grfico VS x f (tenso x freqncia), no sistema de eixos a seguir.15. Trace, no grfico, uma linha horizontal passando pelo valor VS = VEntrada. 0,7.ObservaoOs pontos onde a reta corta a curva traada, so denominados de pontos de -3 db ecorrespondem aos limites da faixa de passagem.16. Qual a faixa de passagem do circuito RLC srie montado?66 SENAI-SP - INTRANET 67. Anlise de circuitos eltricos - Prtica Referncias bibliogrficasCARLOS, Antonio, CESAR, Eduardo e CHOUERI, Salomo. Circuitos em CorrenteContnua. So Paulo. Editora rica, 1996.SENAI-SP. Eletricista de Manuteno I - Eletricidade bsica. So Paulo : 1993.SENAI-SP. Eletricista de Manuteno Il - Eletrotcnica. So Paulo : 1993.SENAI-DN. Eletrnica bsica. Rio de Janeiro : 1984. SENAI-SP - INTRANET 67 68. Anlise de circuitos eltricos - Prtica68 SENAI-SP - INTRANET 69. Aprendizagem IndustrialEletricista de Manuteno46.15.11.939-7Eletricidade geral - Teoria46.15.11.940-8Eletricidade geral - Prtica46.15.11.941-5Operaes de mecnica - Teoria46.15.11.942-2Operaes de mecnica - Prtica46.15.12.959-4Instalaes eltricas - Teoria46.15.12.960-5Instalaes eltricas - Prtica46.15.12.961-2Anlise de circuitos eltricos - Teoria46.15.12.962-0Anlise de circuitos eltricos - Prtica46.15.13.963-1Mquinas eltricas e acionamentos - Teoria46.15.13.964-9Mquinas eltricas e acionamentos - Prtica46.15.13.965-6Eletrnica analgica - Teoria46.15.13.966-3Eletrnica analgica - Prtica46.15.14.931-2Comandos eletroeletrnicos - Teoria46.15.14.932-0Comandos eletroeletrnicos - Prtica46.15.14.933-7Eletrnica digital - Teoria46.15.14.934-4Eletrnica digital - Prtica