A MEDIÇÃO DE DEFASAGEM ANGULAR ENTRE TENSÃO E CORRENTE

ROTEIRO PARA AULA PRÁTICA DE LABORATÓRIO

MEDIÇÃO DE DEFASAGEM ANGULAR ENTRE TENSÃO E CORRENTE

1.  Introdução

Ao final dessa aula prática os alunos deveram possuir o conhecimento sobre a montagem de circuitos elétricos simples. O aluno também deverá perceber, de forma visual, a defasagem angular entre tensão e corrente em circuitos com variadas cargas. Para isso, ele deverá saber manipular um osciloscópio bem como realizar medições e ajustar o equipamento para execução das tarefas solicitadas.

1. Teoria sobre medição de corrente com osciloscópios

O osciloscópio é um voltímetro muito sensível e que é capaz de medir qualquer fenômeno que possa ser transformado em tensão. Portanto, para se medir uma corrente é necessário transformá-la em tensão. O transdutor neste caso é uma resistência de valor pequeno, colocada em série com o circuito percorrido pela corrente que se deseja medir. A finalidade desta resistência é provocar uma queda de tensão nos seus terminais que seja proporcional à intensidade de corrente que a percorre. Nos extremos desta resistência é conectado, em paralelo, uma das entradas do osciloscópio. Assim, o osciloscópio mede a queda de tensão na resistência.  

A tensão sobre uma resistência está em fase com a corrente que circula por ela e o valor dessa corrente é a relação entre a queda de tensão e o valor da resistência (Lei de Ohm – Equação 1). Com essas informações podemos fazer qualquer análise envolvendo tensão e corrente em um circuito, com, por exemplo, a defasagem angular entre a tensão e a corrente em um determinado circuito. A figura 1 apresenta um exemplo de ligação do osciloscópio para a análise da corrente gerada pela fonte.

[pic 1]

Figura 1 - Conexão de osciloscópio para análise da corrente gerada pela fonte.

                           [pic 2]                                    Eq. 1

Onde:

V é a tensão sobre a resistência

R é o valor da resistência

I é a corrente que circula pela resistência

1. Parte Experimental

1. Material Utilizado

1 Fonte de tensão monofásica ajustável; 1 Resistor de x Ω; 1 Capacitor de x µF; 1 Indutor;

1 Osciloscópio; 1 Multímetro digital.

1. Experimento

1. Montagem 1

1. Utilizando a Pront-o-Board monte um circuito RL série;
2. Conecte o canal 1 do osciloscópio para medir a tensão da fonte. Já o canal 2 do osciloscópio deve ser conectado em paralelo com a resistência conforme explicado no item 2.
3. Ajuste a fonte de tensão conforme abaixo

• Tensão de pico: 10 V
• Onda senoidal
• Frequência: ........... Hz

1. Qual a defasagem entre a tensão e a corrente do circuito ?
2. O que acontece com a defasagem entre a corrente e a tensão quando aumentamos a frequência da fonte? Faça o teste com a fonte e explique matematicamente.

1. Montagem 2:

1. Utilizando a Pront-o-Board monte um circuito RC série;
2. Conecte a fonte de tensão e o osciloscópio conforme explicado pelo professor em aula;
3. Ajuste a fonte de tensão conforme abaixo:

• Tensão de pico: 10 V
• Onda senoidal
• Frequência: ............ Hz

1. Qual a defasagem angular entre a tensão e a corrente do circuito?

1. O que acontece com a defasagem angular entre a tensão e a corrente do circuito quando aumentamos a frequência da fonte? Faça o teste com a fonte e explique matematicamente.

1. Montagem 3:

1. Utilizando a Pront-o-Board monte um circuito RLC série;
2. Conecte a fonte de tensão e o osciloscópio conforme explicado pelo professor em aula;
3. Ajuste a fonte de tensão conforme abaixo:

• Tensão de pico: 10 V
• Onda senoidal
• Frequência: ..........  Hz

1. Qual a defasagem entre a tensão e a corrente do circuito?
2. Qual a frequência de ressonância do circuito?
3. Qual a indutância do indutor instalado no circuito.