Aula prática – Circuitos elétricos avançados

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1

NOME DA DISCIPLINA: CIRCUITOS ELÉTRICOS AVANÇADOS

Unidade:

U1_INTRODUCAO_E_ANALISE_DE_CIRCUITOS_ELETRICOS_EM_CORRENTE_ALTERNADA

Aula: A2_FASORES_E_IMPEDANCIA

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:

Montar o circuito no programa ltspice; calcular a resistência e a tensão de thévenin aplicando a teoria estudada; calcular a tensão e a corrente nos terminais de carga ab manualmente; medir a tensão nos terminais de carga ab e comparar com o calculado manualmente; medir a corrente nos terminais de carga ab e comparar com o calculado manualmente; e plotar e analisar as curvas senoidais de tensão e de corrente nos terminais de carga.

SOLUÇÃO DIGITAL:

LTspice

LTspice é um software simulador SPICE poderoso, rápido e gratuito, captura esquemática e visualizador de forma de onda com melhorias e modelos para melhorar a simulação de circuitos analógicos. Sua interface de captura esquemática gráfica permite sondar esquemas e produzir resultados de simulação, que podem ser explorados ainda mais através do visualizador de forma de onda integrado.

O download do software pode ser feito no seguinte endereço:

https://www.analog.com/en/resources/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html Após o download, a instalação é rápida e intuitiva. A própria desenvolvedora do software fornece um tutorial básico de utilização que pode ser acessados em:

https://www.analog.com/en/resources/media-center/videos/series/ltspice-getting-started- tutorial.html

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES

Procedimento/Atividade no 1

Análise de Thévenin

Atividade proposta: Montar um circuito elétrico no LTspice, calcular a resistência e a tensão de Thévenin com base na teoria estudada, medir com o voltímetro e com o amperímetro a tensão e a corrente nos terminais de carga ab, respectivamente, bem como analisar as curvas senoidais apresentadas pelos equipamentos.

Procedimentos para a realização da atividade: Para a realização dessa aula prática, você precisa abrir o LTspice e criar um novo esquemático, clicando no local indicado. Além disso, siga os passos a seguir.

1 – Identifique a posição da fonte de tensão, resistor e referência, como indicado nas figuras a seguir. Para a fonte de tensão, nas configurações avançadas, selecione a opção “SINE” e coloque os valores de amplitude e frequencia conforme o indicado no experimento. Para configurar o valor do resistor, clique sobre ele com o botão direito.

Caso seja necessário remover algum componente, aperte a tecla ‘del’ do teclado e clique sobre o componente que deseja remover. Para mover um componente, utilize a tecla ‘M’ e clique sobre o componente desejado. Para cancelar uma seleção ou a adição de algum compente, aperte a tecla ‘esc’. A ligação dos componetes é feita com o fio (wire), selecionado ao se clicar ‘w’ ou pelo atalho na barra de ferramentas. Para rotacionar um componente quando ele é adicionado, aperte ‘Crtl+R’.

2 – O circuito elétrico proposto é mostrado na Figura 2 e possui os seguintes resistores: R1 =12 Ω, R2 = 3 Ω e R3 = 6 Ω. Também, possui duas fontes de tensão alternada (CA) operando em 60 Hz: V1 = 84 V e V2 = 21 V.

3 – Considere os terminais de carga os pontos a e b;

4 – Com base na teoria estuda durante as aulas, calcule a resistência e a tensão de Thévenin;

5 – Agora que você já tem os valores da resistência e da tensão de Thévenin, realize a simulaçao do circuito a fim de obter os valores de tensão e corrente sobre a carga. Configure a simulação no modo ‘Transient’, com os seguintes parâmetros:

Aperte o botão com o icone de play para que a simulação seja feita. Para que seja traçada a curva da tensão e corrente desejadas, você deve clicar no nó e no teminal do resistor para que as pontas de prova sejam adicionadas ou então selecione a tensão e corrente na opção ‘Select visible traces’:

5 – Feito isso você irá obter as curvas de tensão e a corrente nos terminais de carga “a” e “b” e pode comparar com o calculado manualmente aplicando as técnicas de Thévenin estudadas.

Não esqueça de apresentar as curvas de tensão e de corrente senoidais no relatório.

Avaliando os resultados:

Você deverá entregar um relatório técnico da prática. Ele deve possuir a imagem do circuito montado e a descrição do passo a passo das ligações dos elementos de circuitos. Além disso, é necessário constar os valores calculados da resistência e da tensão de Thévenin do circuito proposto, os valores de tensão e da corrente nos terminais de carga e as imagens das curvas senoidais da tensão e da corrente nos terminais de carga a e b.

Checklist:

✓ Abrir o LTspice;

✓ Realizar a conexão adequada entre os elementos do circuito;

✓ Executar a simulação para medir as variáveis de tensão e corrente nos terminais de carga;

✓ Analisar a curva e os valores de tensão e de corrente senoidais apresentadas pelas curvas.

RESULTADOS

Resultados do experimento:

Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.

• Referências bibliográficas ABNT (quando houver).

Resultados de Aprendizagem:

Esta atividade prática é uma oportunidade para você aperfeiçoar seus estudos sobre circuitos elétricos, relacionando a teoria com o mundo real. Além disso, permitirá que você ganhe habilidades e competências valiosas na análise e na simulação de sistemas elétricos. Portanto, prepare-se para explorar conceitos teóricos e aplicá-los diretamente no LTspice, desenvolvendo uma compreensão sólida dos princípios subjacentes dos sistemas elétricos avançados.

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2

NOME DA DISCIPLINA: CIRCUITOS ELÉTRICOS AVANÇADOS

Unidade:

U2_CIRCUITOS_TRIFASICOS_E_ANALISE_DE_POTENCIA_EM_CORRENTE_ALTERNADA

Aula: A2_ANALISE_DE_CIRCUITOS_TRIFASICOS_EQUILIBRADOS

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:

Montar um circuito na topologia em estrela-triângulo no programa LTspice; medir os valores da tensão de cada linha; Medir os valores da corrente de cada linha; verificar o valor da corrente na resistência R1; e plotar a curva característica da corrente na resistência R1 da conexão em triângulo.

SOLUÇÃO DIGITAL:

LTspice

LTspice é um software simulador SPICE poderoso, rápido e gratuito, captura esquemática e visualizador de forma de onda com melhorias e modelos para melhorar a simulação de circuitos analógicos. Sua interface de captura esquemática gráfica permite sondar esquemas e produzir resultados de simulação, que podem ser explorados ainda mais através do visualizador de forma de onda integrado.

O download do software pode ser feito no seguinte endereço:

Após o download, a instalação é rápida e intuitiva. A própria desenvolvedora do software fornece um tutorial básico de utilização que pode ser acessados em:

https://www.analog.com/en/resources/media-center/videos/series/ltspice-getting-started- tutorial.html

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES

Procedimento/Atividade no 1

Circuito trifásico equilibrado

Público3

Atividade proposta: Montar um circuito elétrico no LTspice, trifásico e equilibrado da topologia estrela-triângulo. Devem ser feitas as leituras dos valores de tensão e corrente de linha e de fase, bem como plotar a curva da corrente na resistência R1 da carga na conexão em triângulo.

Procedimentos para a realização da atividade:

Para a realização dessa aula prática, você precisa acessar utilizar o LTspice. Siga os seguintes procedimentos:

1 – Abra o LTspice e crie um novo esquemático.

2 – O circuito elétrico proposto é mostrado a seguir e possui as seguintes características: VA= 100 ∟0° V, VB=100 ∟-120° V e VC = 100 ∟120° V e resistências R1=R2=R3=10 Ω.

CONTINUA …

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