Circuitos RL e RLC em Série

[pic 1]

Campo Electromagnético

Trabalho Prático nº4

Série 2

Circuitos RL e RLC série

Docente: António Cunha

Gonçalo Silva – nº mec: 68095

Mariana Oliveira – nº mec: 68317

Pedro Mostardinha – nº mec: 69814

MIEET

Data: 18 de Novembro de 2013

Índice

Introdução                                                                                        3

        Material                                                                                            4

        Procedimento Experimental                                                             4

        Resultados e Discussão                                                                    6

        Conclusão                                                                                       13

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Introdução

Neste trabalho prático realizam-se dois circuitos simples, numa primeira parte liga-se uma resistência e uma bobina em série com uma fonte de tensão alternada e numa segunda parte a estes componentes liga-se também, em série, um condensador.

Com o primeiro circuito pretende-se medir, com um osciloscópio, amplitudes e

desfasamentos das tensões, caracterizando três regimes fundamentais: o produto da

frequência angular do circuito pela indutância da bobina ser igual ((ωL) ≈ R ), muito

menor ((ωL) 〈〈 R), ou muito maior ((ωL) 〉〉 R) do que o valor de R, de forma a obter três

valores distintos de desfasamento.

Na segunda parte (já com o condensador em série), pretende-se encontrar o estado de

ressonância deste circuito e caracterizá-lo. De forma a relacionar estes valores com os

esperados e obtidos na caracterização do estado de ressonância, e para isso medir-se-ão

as tensões aos terminais dos vários componentes do circuito, as diferenças de fase e

intensidades de corrente.

Material

Osciloscópio

Gerador de sinais

Bobina 4H

Resistência de 3300Ω

Cabos de ligação

Condensador de 10nF

Procedimento experimental

Parte A

Ligou-se a terra da fonte à resistência (no ponto A)

[pic 2]Ligou-se um dos canais do osciloscópio ao ponto entre a resistência e a bobina e o outro canal do osciloscópio ao ponto B (ver figura 1)

Escolheu-se uma frequência tal que () e mediram-se o desfasamento entre VR e VS e as amplitudes VR e VS[pic 3]

Seguidamente ligaram-se as terras ao ponto B e mediram-se a amplitude VL e o desfasamento entre VL e VS[pic 4]

Repetiram-se as medições mas para uma frequência alta () e para uma frequência baixa ()[pic 5][pic 6]

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Parte B

[pic 7]Montou-se o circuito com base na parte A

Ajustou-se a frequência até que o circuito atingisse o estado de ressonância e registou-se esse valor, comparando-o com o valor teórico

Determinou-se a intensidade de corrente que percorre o circuito neste estado[pic 8]

Mediram-se as amplitudes de tensão na bobina e no condensador

Seguidamente remontou-se o circuito de modo a poder provar que na situação de ressonância a diferença de fase entre VS e VL 

Mantendo-se a frequência da fonte, retiraram-se a bobina e o condensador do circuito e mediu-se novamente a intensidade de corrente, comparando-o com o valor da corrente no início da parte B

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Resultados e Discussão

Parte A

R = 500 Ω

L = 4 H

Valores experimentais para  :[pic 9]

[pic 10]

VR	11  V
VS	21,5  V
VL	13  V

Δt
VR e VS	[pic 11]
VL e Vs	[pic 12]
Desfasamento
VR e VS	[pic 13]
VL e Vs	[pic 14]

sendo o [pic 15]

Valores teóricos para :[pic 16]

Para frequência fixa de 130 Hz os valores teóricos podem ser obtidos a partir das seguintes fórmulas:

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

Valores experimentais para  :[pic 23]

[pic 24]

VR	24  V
VS	5  V
VL	20,5  V

Δt
VR e VS	[pic 25]
VL e Vs	[pic 26]
Desfasamento
VR e VS	[pic 27]
VL e Vs	[pic 28]

sendo o [pic 29]

Valores teóricos para  :[pic 30]

Para frequência fixa de 600 Hz os valores teóricos podem ser obtidos a partir das seguintes fórmulas:

[pic 31]

[pic 32]