Engenharia de Controle e Automação Circuitos RC e RL

     [pic 1]

             

      RELATÓRIO DE LABORATÓRIO INTEGRADO                

Circuitos RC e RL

Prof. Maurício de Oliveira e Silva

Por:

                

Engenharia de Controle e Automação / 3° período -  13 de abril de 2016

Objetivo:

• Observar o comportamento dos circuitos RC e RL série; determinar os valores de t para os circuitos.

Resumo Teórico:

>Filtros Passivos:

        Quando se trata da área de corrente alternada, pode-se gerar funções de três formas, triangular, quadrada e senoidal.

        Além das formas, as funções possuem uma quantidade grande de informações próprias. Esse fator é um grande problema na área de eletrônica pois muitas vezes tantas variáveis podem prejudicar o comportamento e o desempenho de determinados circuitos, surgem então os filtros, subdivididos entre passivos e ativos.

Filtros passivos são circuitos que possuem comportamentos padrões quando expostos a uma determinada função, dentro de filtros passivos, encontram-se os circuitos RC e RL.

>Circuito RC:

        É uma associação de resistores e capacitores, capacitores são muito utilizados quando se necessita realizar um adiantamento no sinal de corrente, vale ressaltar que pela definição de reatância capacitiva, quanto maior for a frequência que passa pelo capacitor, menor será a reatância que resulta dele, dessa forma o circuito se torna menos capacitivo, isso resulta em uma defasagem menor entre tensão e corrente.

        O mesmo ocorre com a amplitude, quanto maior a frequência, maior a amplitude da onda, isso ocorre pois a impedância do circuito diminui a medida que a reatância diminui, caracterizando uma ação de filtro.

>Circuito RL:

É uma associação de resistores e indutores, indutores são basicamente o oposto dos capacitores, isto é, realização um atraso no sinal da corrente, dessa forma quanto menor for a frequência que passa pelo indutor, menor será a indutância dele, resultando em uma defasagem menor entre tensão e corrente.

Podemos dizer que o indutor se opõe a passagem de corrente, ou seja

quanto maior a frequência que o indutor é exposto menor será a amplitude da onda, tal característica pode ser utilizada como um filtro de corrente.

        

Materiais:

• Indutor L1 = 10mH;
• Capacitor 22nf;
• Resistor 1k;
• Protoboard;
• Osciloscópio;
• Gerador de função;
• Ponta de prova;
• Multímetro;
• Fios para conexões.
• Montagem:

        O primeiro circuito foi montado com R1=1k e C1=22nF, após todos os componentes serem medidos com o multímetro, e este está representado na figura 1.

Posteriormente, o gerador de função foi ajustado devidamente conforme pedido (onda quadrada e frequência de 2kHz) e o resultado está na figura 2.

        No segundo circuito criado, a posição do resistor e do capacitor foram trocadas. O circuito e as ondas formadas no osciloscópio estão na figura 3.

        A constante de tempo deste circuito foi determinada, o osciloscópio foi ajustado para mostrar apenas o canal 2 e a amplitude no gerador alterada de forma com que o gráfico pedido aparecesse no osciloscópio (figura 5).

        O terceiro circuito foi feito (apresentado na figura X) e o gerador de função regulado como solicitado (onda quadrada, 4VPP e frequência 3kHz).

        No quarto circuito elaborado, a posição do resistor e do indutor foram trocadas. A constate de tempo foi encontrada e a amplitude no gerador sofreu uma pequena mudança, para assim, achar o gráfico deste circuito (figura 9).

        

Resultados e discussões:

A figura 1 se refere ao circuito 1, onde o resistor está em série com o capacitor.

Figura 1:

[pic 2]

    Ao analisar a figura 2, é possível observar as ondas no canal 1 e no canal 2, onde respectivamente, o canal 1 representa a corrente no circuito inteiro e tem uma onda quadrada e o canal 2 representa a tensão medida a partir do capacitor, observando que há uma oscilação e assim sua onda se assemelhando com uma senoide.

Figura 2:

[pic 3]

A figura 3 se refere ao circuito 2, onde o capacitor está em série com o resistor.

Figura 3:

[pic 4]        

  Ao analisar a figura 4, é possível observar as ondas no canal 1 e no canal 2, onde respectivamente, o canal 1 representa a corrente no circuito inteiro e tem uma onda quadrada e o canal 2 representa a tensão medida a partir do resistor, podendo observar que há uma queda de tensão.

Figura 4:

[pic 5]

        

A figura 5, que pertence ao circuito 2, representa a curva de tensão do circuito. Para que fosse encontrado o tempo (t) necessário para a tensão cair até 37% de seu valor inicial que está representado pela média das medições na tabela 1, foram feitos os seguintes cálculos:

7,4 x 0,5 = 3,7 µV   →  3,7 x 0,37 = 1,369  → 1,369 : 0,5 = 2,738s

Sendo 2,738s o tempo necessário para a tensão cair a 37%.

Tabela 1:

                                   [pic 6]

Em seguida, usando o valor medido de t e o valor medido da resistência, foi possível calcular a capacitância através dos seguintes cálculos:

C = T / R → 24,71 x 10^-6s / 986Ω → 0,025 x 10^-6 → C =

                                         25 nF

Figura 5:

[pic 7]

Figura 6:

A figura se refere ao circuito 3, onde o resistor está em série com o indutor.