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Relatório da Aula 3 de
Laboratório de Eletrotécnica
Alunos:
Jean
Marco Antônio
Marco
Bruno
Geraldo
Jeferson
Introdução:
Nessa terceira aula, realizamos as montagens de alguns tipos de
circuitos de formas diferentes, tais como se seguem mais detalhadamente
abaixo.
Teoria:
George Simon Ohm (1787-1854) foi um dos pesquisadores que, no século
XIX, mais precisamente em 1827, conseguiu formular um enunciado que
envolvia um novo conceito por ele determinado, o da resistência elétrica,
que nada mais é senão os elétrons livres que fluem ao longo do fio (ou cabo
elétrico), os quais têm de passar por entre os átomos que compõem o
condutor, chocando-se constantemente com eles, desse modo, o fluxo de
elétrons é "brecado" pela resistência que os átomos opõem à sua passagem.
Além dessas grandezas, a diferença de potencial ainda compreendia esse
enunciado: "A intensidade da corrente elétrica que percorre um condutor é
diretamente proporcional à diferença de potencial e inversamente
proporcional à resistência do circuito". Tal enunciado é até hoje conhecido
como Lei de Ohm. Tais relações haviam também sido apontadas, meio século
antes, pelo inglês Cavendish, que, no entanto, não as divulgou. Isso,
então, nos define os conceitos básicos da eletricidade.
Onde U é a tensão elétrica, R a resistência elétrica, I a corrente
elétrica e P a potência. Futuramente, ele daria nome à unidade da grandeza
eletro-física da Resistência Elétrica (Ohm), cujo símbolo é o (. Vimos que
a resistência está diretamente ligada às dimensões do condutor e também ao
valor da resistividade do material (). Como a passagem de corrente por
um condutor dissipa energia na forma de calor, esse produzirá dilatação das
medidas do condutor – principalmente do comprimento – alterando sua
resistência .
Em um circuito elétrico, os elementos se encontram associados em
série, em paralelo ou numa associação das duas formas. Quando temos
associação em série ou paralelo apenas, podemos calcular as correntes e
tensões utilizando a regra dos divisores de corrente e tensão. Logo,
podemos substituir divisores associados em série por um único resistor com
o valor igual a soma de todos, e resistores em paralelo podem ser
substituídos por um resistor cujo inverso seja igual à soma dos inversos
dos demais resistores. ( e respectivamente).
Montagem:
Realizamos os tipos de montagens acima procurando montar na bancada o
circuito visando segurança e padronização. Daí, nos valendo dos materiais
listados mais a frente, realizamos a coleta de alguns dados, tendo feito as
leituras mais aproximadamente possível do real valor. A tabela a seguir
expões esses valores:
"Tensão"Corrente"Potênci"Resistência"Temperatur"Resistência "Coef. Tungstênio"
" " "a "RT "a "R0 " "
"10,00 "0,104 A "1,04 W "96,15 Ω "490,03 K "30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"20,00 "0,131 A "2,62 W "152,67 Ω "908,68 K "30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"30,00 "0,154 A "4,62 W "194,81 Ω "1.220,78 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"40,00 "0,175 A "7,00 W "228,57 Ω "1.470,90 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"50,00 "0,195 A "9,75 W "256,41 Ω "1.677,11 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"60,00 "0,215 A "12,90 W"279,07 Ω "1.844,96 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"70,00 "0,230 A "16,10 W"304,35 Ω "2.032,21 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"80,00 "0,245 A "19,60 W"326,53 Ω "2.196,52 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"90,00 "0,263 A "23,67 W"342,21 Ω "2.312,63 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
"100,00"0,278 A "27,80 W"359,71 Ω "2.442,31 K"30,00 Ω "0,004500 "
"V " " " " " " "
(Dados relativos à montagem da Figura 1)
"Tensão"Corrente"Resistênc"Resistênc"Corrente"Corrente"Corrente"Potênci"Potênci"
" " "ia R1 "ia R2 "I1 "I2 "It "a P1 "a P2 "
"50,00 "0,700 A "30,00 Ω "11,50 Ω "0,194 A "0,506 A "0,700 A "9,70 W "25,30 W"
"V " " " " " " " " "
"80,00 "0,880 A "30,00 Ω "11,50 Ω "0,244 A "0,636 A "0,880 A "19,51 W"50,89 W"
"V " " " " " " " " "
"100,00"1,010 A "30,00 Ω "11,50 Ω "0,280 A "0,730 A "1,010 A "27,99 W"73,01 W"
"V " " " " " " " " "
(Dados relativos à montagem da Figura 2)
"Tensão"Corrente"Resistênc"Resistênc"Tensão"Tensão" "Potênci"Potênci"
" " "ia R1 "ia R2 "V1 "V2 "Tensão"a P1 "a P2 "
" " " " " " "Vt " " "
"50,00 "0,186 A "30,00 Ω "11,50 Ω "36,14 "13,86 "50,00 "6,72 W "2,58 W "
"V " " " "V "V "V " " "
"80,00 "0,231 A "30,00 Ω "11,50 Ω "57,83 "22,17 "80,00 "13,36 W"5,12 W "
"V " " " "V "V "V " " "
"100,00"0,258 A "30,00 Ω "11,50 Ω "72,29 "27,71 "100,00"18,65 W"7,15 W "
"V " " " "V "V "V " " "
(Dados relativos à montagem da Figura 3)
Para o cálculo da temperatura determinada na(s) tabela(s) acima, nos
valemos da expressão:
Onde R é a resistência da lâmpada, Ro sua resistência a frio, x (o
coeficiente do tungstênio, material do filamento da lâmpada) 0,0045 e t-to
é a variação de temperatura. A resistência a frio da lâmpada de 40W é 30( e
a de 100W 11,5(. (vide gráfico, Tensão x Temperatura a seguir).
Questão de Projeto:
As lâmpadas de vapor de sódio demoram até 16 minutos para daar partida
completa. Durante esse tempo, a corrente consumida é cerca de 25% maior que
a corrente nomianal de funcionamento. Suponha uma instalação onde a
potência máximaconsumida a cada 15 minutos deva ser até 40kW. Quantas
lâmpadas podemos ligar de cada vez, no máximo, para que o consumo durante a
partida não seja maior que 40kW?
R. Como se tem que a potência máxima é de 40kW, esta dividida por 1,25 (que
é o coeficiente que multiplica a corrente nominal), obtém-se que pode-se
usar uma potêncica instalada de até 32kW. Dividindo-se 32kW pela potência
de cada lâmpada, 400W, determina-se que o número máximo de lâmpadas a se
dar partida deve ser de até 80.
Material:
Foram utilizados os seguintes materiais:
Dois amperímetros analógicos (AF-3/67) e (AF-9/67);
Um reostato (RL-63/67);
Um voltímetro analógico (VF-28/68);
Um multímetro (ohmímetro) digital;
Duas lâmpadas, uma de 60w e outra de 100w;
Dois bocais de rosca E27 presos a um painel;
Condutores de cobre, isolados a PVC seção reta de 1,5mm² com plugues
bananas e/ou garras.
Conclusão:
Concluímos que, os trabalhos realizados nessa terceira aula prática
foram relevantes para a aquisição de conhecimento por parte dos integrantes
do grupo, que procuraram seguir aquilo pelo professor foi explanado em sala
de aula, visando a segurança dos membros do grupo e dos demais, procurando
entender e aprender com as montagens realizadas.
Nesta aula pôde-se ainda verificar a variação de temperatura no
filamento da lâmpada incandescente quando se aumenta a tensão e esta passa
a ser percorrida por uma maior corrente, proporcionalmente. Verificou-se
também a variação da resistência de acordo com o aumento da tensão.
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