Lista de Exercicios Resolucao de Problemas sobre Filtros e Analise de Circuitos

Os filtros constituem uma das aplicações mais comuns da eletrônica sendo amplamente utilizados na aquisição e processamento de sinais áudio vídeo e de dados em sistemas de alimentação de telecomunicações de controle etc Sabendo disso realize uma pesquisa e descreva sobre os seguintes tópicos 1 Conceito de filtros e aplicações em engenharia elétrica 2 Filtro passabaixa 3 Filtro passaalta 4 Filtro passafaixa Deverá ser contextualizado o conceito e exemplos A atividade deverá ser realizada de forma manuscrita e constar assinatura Faculdades Santo Agostinho Curso Engenharia Elétrica Disciplina Circuitos Elétricos III Prof Esp Mikaella Pricila Alves Dias EXERCÍCIOS 1 Para o circuito a seguir faça o gráfico de em função da frequência Em seguida determine o valor dessa função para e 2 Dado um circuito RC série com e desenhe a configuração do mesmo para funcionar como um filtro passaaltas e em seguida para funcionar como um filtro passabaixa 3 Considere o filtro representado na imagem abaixo Descreva qual tipo de filtro este é e justifique sua resposta 4 Diferencie os Sistemas Lineares Invariantes no Tempo e os Sistemas Lineares Variantes no Tempo 5 Pesquise e descreva como o método de Fourier pode ser utilizado e aplicado em análise de filtros na Engenharia Elétrica 6 Pesquise e descreva sobre os filtros analógicos e filtros digitais Faculdades Santo Agostinho Curso Engenharia Elétrica Disciplina Circuitos Elétricos III Prof Esp Mikaella Pricila Alves Dias EXERCÍCIOS 1 Considere o seguinte circuito cujas condições iniciais são nulas a Função de Transferência b Frequência dos Pólos c Root Locus 2 Considere o seguinte circuito cujas condições iniciais são nulas Pedese a Frequência dos Pólos b Root Locus 3 Qual a importância do cálculo de pólos e zeros de um circuito O que eles significam 4 O que é o método do lugar das raízes Para que serve 5 Considere a função de transferência Gs dada por a Qual a quantidade de pólos e zeros existentes na função b Identifique os pólos e zeros 6 Considere agora a função de transferência G1s dada por Faculdades Santo Agostinho Curso Engenharia Elétrica Disciplina Circuitos Elétricos III Prof Esp Mikaella Pricila Alves Dias 7 Esboçar os diagramas de pólos e zeros para os sistemas tendo os seguintes pólos e zeros a Pólos 2 3 zero 1 b Pólos 0 1 2 zero 3 c Pólos 1 j2zero 1 8 Quais são as funções de transferência dos sistemas tendo os seguintes pólos e zeros a Pólos 1 2 nenhum zero b Pólos 1 2 zero 0 Lista 1 1 Conceitos de filtros e aplicação Filtros são circuitos lineares projetados para deixar passar determinadas frequências e atenuar outras São usados em diversas aplicações sendo amplamente utilizados em processos de sinais rádio video e dados além de também serem usados em sistemas de alimentação telecomunicações controle etc 2 Os Filtros passabaixa são circuitos que permitem a passagem de sinais de baixa frequência e atenuam os sinais de alta frequência 3 Os filtros passaalta são circuitos que permitem a passagem de sinais de alta frequência e atenuam os sinais de baixa frequência 4 Os filtros passafaixa são aqueles que passam uma determinada faixa de frequência e atenuam as demais faixas de frequência Lista 2 1 Com Vi 20V L0 Vi 20V 100 R 1kΩ C 500pF Vo Hs 1sC Vi R 1sC Hs 1RC 20 4107 s 1RC s 2106 Hw 4107 w 2 π f jw 2106 Hw 4107 j 2 π f 2106 Para f 100 kHz Hw 19081 174 Para f 1 MHz Hw 6066 7234 Diagrama de Bode Hj w 20 10 0 106 sC 107 108 w 2 PassaAltas circuito RC série 1200 pF Vi 10kΩ Vo Passabaixa RC série 10kΩ Vi 1200 pF Vo 3 Se trata de um filtro passaaltas pois sua função de transferência é Hs s s 1RC Quando s vai chegando perto de 0 Vo vai diminuindo Quando s vai tendendo à infinito Vo aumenta 4 Um sistema invariante no tempo é dito assim se um retardo avanço de tempo no sinal da entrada resultar em um deslocamento do tempo idêntico ao sinal de saída As características de um sistema invariante no tempo não se altera com o tempo Já o sistema variante no tempo é ao contrário se um atraso ou avanço no tempo for provocado na entrada o deslocamento será diferente na saída 5 A transformada de Fourier pega um padrão com base temporal e mede cada possível ciclo chamados harmônicos retornando o resultado geral dos mesmos Onde é possível medir a intensidade deslocamento velocidade e rotação de cada ciclo Aplicase a transformada de Fourier em filtros para se obter o espectro ou frequência de sinal analítico lista 3 1 RLC série a Hs 1LC 1RsL 1sCRsL s2LC 1 Hs 1 s2 4s 1 b Frequência dos polos S 373 s j 2π5 f 0594 90 Hz S 026 S j 2π5 f 0041 90 Hz c 373 3 2 1 026 2 Hs 1LC 400 s2 505 400 Hs 400 s 40s 10 a s40 s j 2π5 s 6366 90 s10 s j 2π5 s 1591 90 b 40 25 10 3 Os zeros de uma função de transferência são os valores de s para os quais a função de transferência é 0 Os polos são os valores de s para qual a função de transferência é infinita Então são de extrema importância para análise de uma função de transferência 4 O Núcleo Lugar dos Pólos é uma técnica gráfica que permite visualizar que que form os polos de um sistema de malha fechada varian quando se altera o valor de um parâmetro específico o ganho em geral 5 a 1 Zero 4 polos b s 3 0 zeros Os polos são s 0 s 2 s 1 j s 1 j 6 a 1 zero 3 polos Zero S 0 Polos s 10 s 50 j 866 s 50 j 866 8 a Hs 1 s 1s 2 b Hs s s 1 s 12 7 a Hs s 1 s 2s 3 Im y Real x 2 1 3 b Hs s 3 ss 1s 2 y Imaginarie 3 2 1 0 x Real c Hs s 1 s 1 j2s 1 j2 Im y 2 1 Real x 2