Prática 3 – Simulação de Circuito RC com Multisim

Páginas: 8 (1752 palavras) Publicado: 11 de novembro de 2014
 UNIVERSIDADE FEDERAL
Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia.
Engenharia Elétrica.



Iniciação à engenharia elétrica


Prática 3 – Simulação de Circuito RC com Multisim






















INTRODUÇÃO TEÓRICA

O relatório envolve conceitos de capacitor, constante de tempo em um circuito RC, onda de tensão, resposta em frequência e filtro passa baixa.Capacitor
Capacitor é um componente eletrônico que armazena energia em um campo elétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica. A propriedade que estes dispositivos têm de armazenar energia elétrica sob a forma de um campo eletrostático é chamada de capacitância ou capacidade (C) e é medida pelo quociente da quantidade de carga (Q) armazenada pela diferença de potencial outensão (V) que existe entre as placas:

Equação 1 - Cálculo da capacitância de um capacitor.
Os capacitadores tem diversas funções tais como bloqueio de corrente contínua, determinação da frequência de osciladores e filtros além de atuarem como temporizadores.

Circuito RC
Um circuito resistor-capacitor/condensador (circuito RC), filtro RC ou malha RC, é um dos mais simples filtroseletrônicos de resposta de impulso infinita analógicos. Ele consiste de um resistor e de um capacitor/condensador, podendo estar ligados tanto em série quanto em paralelo, sendo alimentados por uma fonte de tensão.

Constante de tempo
A constante de tempo de um capacitor (a grandeza RC, tal que τ = RC), que tem dimensão de tempo, é chamada de constante de tempo capacitiva. Ela representa o temponecessário para que a carga ou a tensão atinja, no capacitor, um valor igual a 63% do seu valor máximo.

Filtro passa baixa
Como um dispositivo seletor de frequência, um filtro pode ser utilizado para limitar o espectro de frequência de um sinal a uma banda específica de frequências. Os filtros são os circuitos utilizados em rádio e TV para nos permitir selecionar um desejado sinal entre múltiplossinais de radiodifusão no ambiente. O filtro passa baixa passa baixas frequências e retém altas frequências.

Comportamento de onda
Serão discutidos fenômenos comportamentais da onda como a Resposta em Frequência e as Ondas de Tensão.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E RESULTADOS OBTIDOS

Prática de laboratório 1 - Carga do capacitor e determinação da constante de tempo

Figura 1 - Circuito daprática de laboratório 1, com chaves “Switch”, resistores, capacitor, fonte de tensão e terra e um osciloscópio.
Na prática de laboratório 1 utilizou-se como componentes um resistor de 68kΩ e um capacitor de 1µF. Além desses, o osciloscópio, a fim de apresentar o gráfico e fazer a medição da constante de tempo.
Os objetivos dessa primeira etapa eram verificar a carga do capacitor, descarregando-o ecarregando-o, respectivamente, e posteriormente fazer o cálculo da constante de tempo, determinada pela equação:

τ = RC
Equação 2 - Cálculo da constante de tempo.

Inicialmente, foi montado através do programa Multisim o circuito (Figura 1), e a partir disso, mantiveram-se abertas as chaves S1 e S2 e rodou-se a simulação. Após esse procedimento, a chave S2 foi aberta e fechada a fim dedescarregar o capacitor, por conseguinte fechou-se a chave S1 para verificar a carga do capacitor, que foi de 1µF. Visto que o capacitor estava carregado foi interrompida a simulação.
Calculou-se a constante de tempo (valor para que a tensão atinja 63% do seu valor final) teórica, como o resistor do experimento era de 68 kΩ o valor de τ é igual a 68 ms (milisegundos). Já pelo osciloscópio, aconstante calculada foi de 70,016 ms. Esta diferença se deve ao fato dos valores nominais de resistência e capacitância dos componentes utilizados não serem os valores reais medidos, e isto interfere diretamente nos valores medidos experimentalmente.
Caso fosse desejado atingir uma constante de tempo de 630 ms a resistencia correta a ser utilizada deveria ser de 1000Ω a partir da equação apresentada...
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