ELI11102 - Diário 2018-1

16/03 - O Indutor: Construção, funcionamento e aplicações

Nesta aula é apresentado o componente elétrico indutor. As leis de Faraday e Lenz são apresentadas, e vídeos são usados para demonstrar conceitos importantes.

• Apostila sobre indutores - Apostila utilizada como base para a aula

23/03 - Experimentos sobre eletromagnetismo. Associação de indutores. Relatório Av2.

Nesta aula alguns experimentos envolvendo conceitos de eletromagnetismo são realizados, visando fundamentar os conceitos sobre indutores. Além disso, o cálculo para a associação de indutores é estudado, baseado na apostila da aula anterior.

Como atividade da aula, os alunos deverão fazer um relatório dos experimentos, a ser entregue na próxima aula.

• Azeheb - Magnetismo e eletromagnetismo - Manual do kit de experimentos sobre eletromagnetismo da Azeheb, disponíveis no laboratório de Física. Os experimentos relacionados ao entendimento do fluxo magnético e das leis de Faraday e Lenz são realizados em aula.

06/04 - Corrente alternada (CA) e o sinal senoidal

Conceitos sobre corrente alternada (CA) são apresentados, a partir da sua geração, e a disputa entre Thomas Edison e Nikola Tesla (Link).

Após isso, o sinal senoidal é estudado, baseado na apostila abaixo.

• Apostila sobre corrente alternada (CA) - Apostila usada na aula

13/04 - Resistor, capacitor e indutor em CA - Reatâncias. Laboratório Gerador de Funções e Osciloscópio.

Nesta aula os componentes já conhecidos pelos alunos serão estudados em regime de corrente alternada. Estudaremos as relações de tensão e corrente, e veremos a influência dos componentes nestas grandezas. A mesma apostila da aula passada é usada como referência, e o quadro é usado como resumo.

Na segunda parte da aula, os alunos irão conhecer o gerador de funções e o osciloscópio. Alguns sinais simples serão gerados como exemplo. Como referência, o tutorial abaixo é utilizado.

• Roteiro do laboratório de gerador de função e osciloscópio - Este documento é usado como base nos experimentos, mas não é seguido à risca. A parte dos laboratórios de filtros não é utilizada.

20/04 - Mais sobre sinais senoidais. Exercícios sobre sinais senoidais, gerador de funções e osciloscópio. Relatório Av3

Nesta aula, alguns outros parâmetros sobre sinais senoidais são abordados. Alguns exercícios são resolvidos, visando a fixação dos conteúdos.

Na segunda parte da aula, o "Experimento 1" do roteiro de laboratório da aula passada é abordado, e os alunos deverão realizar as seguintes atividades:

• Desenhar os sinais da tabela
• Gerar e visualizar o sinal da tabela, usando os equipamentos do laboratório, e tirar uma foto

Estas informaçoes deverão ser reunidas em forma de relatório, e entregues até a próxima aula.

27/04 - Números complexos e fasores

Nesta aula, uma revisão de números complexos é realizada. Os números complexos são grandezas muito importantes para o restante da disciplina, e os alunos precisam ter segurança na sua aplicação. São vistos:

• Posição do número complexo no círculo trigonométrico
• Forma retangular: parte real e imaginária
• Forma polar: módulo e ângulo
• Operações:

• Soma e subtração na forma retangular
• Multiplicação e divisão na forma polar

Após a revisão, o sinal AC é representado por um número complexo, sua representação fasorial.

04/05 - Relação tensão-corrente de resistores, capacitores e indutores na forma fasorial. Impedância. Associação de impedâncias

Neste aula, as equações de relação entre tensão e corrente em regime alternado são estudadas, mas agora na forma fasorial. O conceito de "reatância capacitiva" e "reatância indutiva" é apresentado.

Na segunda parte da aula, é apresentado o conceito de "impedância", e a forma de associação em série e em paralelo.

Ao fim da aula, a lista de exercícios abaixo é distribuída aos alunos, que devem conferi-la até a próxima aula.

• Lista de exercícios - Impedância - Lista de exercício distribuída aos alunos sobre impedâncias.

11/05 - Resolução de exercícios sobre impedâncias

Alguns exercícios da lista distribuída na aula passada são resolvidos.

15/06 - Questões projeto final

Nesta aula os alunos iniciam os trabalhos do Projeto Final da disciplina. Nesta primeira fase - teórica -, os alunos devem calcular as tensões nos componentes em dois circuitos: um RC série e um RL série. Os parâmetros são:

• RC série
• RL série

Os resultados das questões podem ser encontrados em:

Respostas das questões - Clicar no "+" para expandir

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ Questao 1 - Circuito RC serie Legenda das respostas: [1,1] = Forma retangular [1,2] = Forma polar - modulo [1,3] = Forma polar - angulo ------------------------------------------ Resultados para R = 470 e C = 5.1e-09 corrente = { [1,1] = 9.6521e-08 + 3.2044e-05i 3.8608e-07 + 6.4086e-05i 2.4125e-06 + 1.6018e-04i [1,2] = 3.2044e-05 6.4087e-05 1.6020e-04 [1,3] = 89.827 89.655 89.137 } tensao_capacitor = { [1,1] = 5.0000 - 0.0151i 4.9998 - 0.0301i 4.9989 - 0.0753i [1,2] = 5.0000 4.9999 4.9994 [1,3] = -0.17258 -0.34516 -0.86285 } tensao_resistor = { [1,1] = 0.000045 + 0.015061i 0.000212 + 0.070497i 0.000181 + 0.030120i 0.000849 + 0.140990i 0.001134 + 0.075287i 0.005308 + 0.352407i [1,2] = 0.015061 0.070497 0.030121 0.140992 0.075295 0.352447 [1,3] = 89.827 89.827 89.655 89.655 89.137 89.137 } ------------------------------------------ Resultados para R = 470 e C = 1.5e-07 f = 200 400 1000 corrente = { [1,1] = 8.2847e-05 + 9.3514e-04i 3.2382e-04 + 1.8276e-03i 1.7450e-03 + 3.9394e-03i [1,2] = 9.3880e-04 1.8560e-03 4.3086e-03 [1,3] = 84.937 79.952 66.108 } tensao_capacitor = { [1,1] = 4.9611 - 0.4395i 4.8478 - 0.8590i 4.1798 - 1.8515i [1,2] = 4.9805 4.9233 4.5716 [1,3] = -5.0628 -10.0477 -23.8916 } tensao_resistor = { [1,1] = 0.03894 + 0.43951i 0.18226 + 2.05730i 0.15220 + 0.85896i 0.71241 + 4.02067i 0.82016 + 1.85152i 3.83904 + 8.66670i [1,2] = 0.44124 2.06536 0.87234 4.08330 2.02504 9.47892 [1,3] = 84.937 84.937 79.952 79.952 66.108 66.108 } ------------------------------------------ Resultados para R = 2200 e C = 5.1e-09 f = 200 400 1000 corrente = { [1,1] = 4.5172e-07 + 3.2038e-05i 1.8058e-06 + 6.4038e-05i 1.1239e-05 + 1.5943e-04i [1,2] = 3.2041e-05 6.4063e-05 1.5982e-04 [1,3] = 89.192 88.385 85.967 } tensao_capacitor = { [1,1] = 4.9990 - 0.0705i 4.9960 - 0.1409i 4.9753 - 0.3507i [1,2] = 4.9995 4.9980 4.9876 [1,3] = -0.80779 -1.61525 -4.03253 } tensao_resistor = { [1,1] = 0.000212 + 0.015058i 0.000994 + 0.070483i 0.000849 + 0.030098i 0.003973 + 0.140883i 0.005282 + 0.074932i 0.024726 + 0.350744i [1,2] = 0.015059 0.070490 0.030110 0.140939 0.075118 0.351614 [1,3] = 89.192 89.192 88.385 88.385 85.967 85.967 } ------------------------------------------ Resultados para R = 2200 e C = 1.5e-07 f = 200 400 1000 corrente = { [1,1] = 3.3349e-04 + 8.0418e-04i 9.2622e-04 + 1.1168e-03i 1.8438e-03 + 8.8926e-04i [1,2] = 8.7059e-04 1.4509e-03 2.0471e-03 [1,3] = 67.477 50.328 25.747 } tensao_capacitor = { [1,1] = 4.2663 - 1.7692i 2.9623 - 2.4569i 0.9435 - 1.9564i [1,2] = 4.6186 3.8486 2.1720 [1,3] = -22.523 -39.672 -64.253 } tensao_resistor = { [1,1] = 0.15674 + 0.37797i 0.73367 + 1.76920i 0.43532 + 0.52488i 2.03769 + 2.45688i 0.86661 + 0.41795i 4.05646 + 1.95638i [1,2] = 0.40918 1.91530 0.68191 3.19194 0.96213 4.50359 [1,3] = 67.477 67.477 50.328 50.328 25.747 25.747 } $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ Questao 2 - Circuito RL serie ------------------------------------------ Resultados para R = 2200 e L = 0.0054 f = 5000 30000 150000 corrente = { [1,1] = 2.2593e-03 - 1.7422e-04i 1.8720e-03 - 8.6612e-04i 3.5782e-04 - 8.2776e-04i [1,2] = 2.2660e-03 2.0627e-03 9.0179e-04 [1,3] = -4.4095 -24.8286 -66.6225 } tensao_indutor = { [1,1] = 0.02956 + 0.38328i 0.88160 + 1.90546i 4.21280 + 1.82108i [1,2] = 0.38442 2.09953 4.58955 [1,3] = 85.591 65.171 23.378 } tensao_resistor = { [1,1] = 4.97044 - 0.38328i 4.11840 - 1.90546i 0.78720 - 1.82108i [1,2] = 4.9852 4.5378 1.9839 [1,3] = -4.4095 -24.8286 -66.6225 }