Atividade de Instalações Eletricas

Atividade Substitutiva de Instalações Elétricas Engenharias 5º Semestre UniMax Nome Nota 1 No gerador de Van de Graaff da figura ao lado uma correia de borracha é atritada com uma limalha de ferro A partir do atrito a esfera E1 na parte externa do gerador fica eletrizada Ao ser aproximado da esfera E1 uma segunda esfera condutora E2 é possível perceber o processo de eletrização uma vez que mesmo sem contato a esfera com cargas elétricas induz cargas na outra esfera condutora Assim calcule a corrente elétrica que seria drenada da esfera E2 para que uma carga de 3 mC fosse drenada em torno de 1 us 2 Para o circuito da figura responda A Indique a configuração do posicionamento de um multímetro e de um amperímetro A B C ou D para que seja medido a tensão total do circuito e a corrente total do circuito B Calcule a resistência equivalente entre os resistores em paralelo R2 e R3 C Calcule a resistência equivalente do circuito todo D Calcule a corrente Irms que seria observada na medida do amperímetro do circuito sabendo que a fonte de tensão tem o valor Vrms 120 V 3 Para o circuito da Figura ao lado foi feito a medida de tensão e corrente de um resistor desconhecido Os dados foram anotados na tabela abaixo A Calcule o valor da resistência preencha na tabela em cada ponto anotado B Faça a plotagem do gráfico e obtenha a resistência média a partir de dois pontos extremos do gráfico C A partir da plotagem do gráfico e da obtenção da resistência é possível concluir que o resistor em questão tratase de um resistor ôhmico ou um de um resistor não ôhmico Observação Para esse resistor a variação máxima considerada para um resistor ôhmico é de 10 de erro Tensão V Corrente A Resistência Ω 12 06 14 07 18 078 20 0795 24 080 D Considerando as características do circuito faça a escolha dos seus resistores levando em consideração o custo de operação e a potência máxima que os dispositivos podem suportar Resistor Potência máxima w Custo R 250 mW 005 20 W 5 30 W 7 4 A tensão com corrente alternada é basicamente utilizada em quase todas as aplicações do dia a dia ela é a tensão que obtemos quando ligamos algo a tomada Levando em consideração uma fase de corrente alternada com a tensão de pico de 466 V e um período da senoide de 002 segundos responda A Preencha a Figura indicando a tensão de pico tensão RMS período e responda qual a frequência dessa rede B Essa fase da tensão é uma fase comumente utilizada no Brasil Indique pelo menos uma diferença C Em nosso dia a dia muito se é falado da tensão RMS e não da tensão de pico das fases Explique a importância da tensão RMS para os sistemas de tensão por corrente alternada D Utilizando uma linha com Vrms 120 V e a frequência de 60 Hz preencha a equação de onda da senoide com suas características corretas E Observando as ligações abaixo indique qual delas é bifásica e qual é trifásica I II Formulário V RI P VI 𝐼 𝑄 𝑡 N 𝑄 𝑒 e 161019 C Rs R1 R2 R3 Rn Rp 𝑅1𝑅2 𝑅1𝑅2 1 𝑅𝑒𝑞 1 𝑅1 1 𝑅2 1 𝑅3 1 𝑅𝑛 Vrms 𝑉𝑝 2 f 1 𝑇 Vt Vpsen2πf t Tensão V Corrente A Resistência Ω 12 06 20 14 07 20 18 078 2308 20 0795 2516 24 080 30 utilizar lei de Ohm para cálculo da resistência V RI R VI a R 1206 20 Ω R 1407 20 Ω R 18078 2308 Ω R 200795 2516 Ω R 24080 30 Ω b Corrente A Tensão V Resistência média Para isso utilizese os pontos extremos da corrente e tensão Rm Y Y0X X0 24 1208 06 60 Ω 2º a V2 V R1 1k R2 1k R3 1k R4 1k voltímetro amperímetro Multímetro configurado para tensão conectar em paralelo entre A e D Amperímetro para corrente total conectar em série entre A e D b Req1 R2R3R2 R3 100010001000 1000 500 Ω c Req total R1 1k Req1 500 R4 1k Req total R1 Req1 R4 1k 500 1k 2500 Ω d Utilizar Lei de Ohm V IR I VR 1202500 0048 A 1º Vamos usar a relação entre carga Q corrente I e tempo t I Qt onde Q 3 mC 3103 C t 1 μs 1106 s I 3103 1106 3103 A Portanto a corrente elétrica que seria drenada do supr e 2 é de 3000 A c Resistência média 60Ω 10 de 60 Ω 6 Ω As resistências individuais variam significativamente da resistência média variando entre 54 Ω e 66 Ω porém nenhuma está dentro dessa faixa Além disso a relação entre tensão e corrente não é linear conforme observado no gráfico concluindo que o resistor em questão não é ôhmico d Calcular a potência para cada resistor P VI fórmula 1 P1 1206 72 W 2 P2 1407 98 W 3 P3 18078 1404 W 4 P4 200795 159 W 5 P5 24080 192 W Dado que a potência varia de 72W a 192W os resistores de 250 mW são claramente inadequados porque não suportam a potência necessária Os resistores de 20 W são adequados para as potências de até 192W talvez para uma margem de segurança os de 30 W sejam uma boa opção também 250 mW inadequado potência máxima baixa 20 W adequado mas no limite máximo 30W adequado seguro devido a margem maior a V pico 466 V Vrms V pico sqrt 2 32951 V T 002 s f 1 T 50 Hz b No sul do Brasil a tensão RMS padrão para aplicações residenciais é de 127 V ou 220 V dependendo da localidade A principal diferença é a frequência da rede elétrica No exemplo fornecido a frequência é de 50 Hz enquanto no Brasil é de 60 Hz Isso significa que a corrente alternada oscila 60 vezes por segundo em contraste com os 50 vezes por segundo mencionados na figura c A tensão RMS é fundamental em sistemas de corrente alternada porque representa o valor eficaz que produz a mesma potência dissipada que uma tensão contínua equivalente Isso facilita o cálculo da potência garantindo compatibilidade e segurança em dispositivos elétricos Em resumo a tensão RMS é crucial para a eficiência segurança normalização e funcionamento adequado dos sistemas de corrente alternada d Vp 16971 120 Tensão do Pico Vp Tensão RMS 00166 s Período 120 sqrt 16971 V f 60 Hz T 00166 s Vt 16971 sen120 π t I Trifásica três fases e um neutro II Bifásica duas fases e um neutro