Aula Prática Circuitos Elétricos Avançados

Aula prática Circuitos elétricos avançados

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Disciplina: Circuitos Elétricos Avançados.

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1

Unidade: Unidade 1 – Introdução e análise de circuitos elétricos em corrente

alternada.

Aula: Aula 2 – Fasores e Impedância.

Software

Acesso on-line.

Livre.

Infraestrutura

Computador com o software LTspice instalado.

Descrição do software

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

Atividade Prática

Introdução

Olá, estudante!

Nesta atividade prática, iremos nos aprofundar nos conceitos teóricos aprendidos durante as

aulas e aplicar uma simulação de circuitos elétricos utilizando o software LTspice. Vale ressaltar

que, o LTspice é um software de simulação de circuitos amplamente utilizado por engenheiros e

estudantes para projetar, analisar e testar circuitos elétricos de maneira eficaz e segura.

Nesta prática, aprenderemos a montar um circuito elétrico no LTspice e realizar medições

precisas de tensão (nos terminais de carga ab) e corrente (nos terminais de carga ab). Esses

conceitos são fundamentais para compreender o comportamento de circuitos elétricos

Interno

complexos, sendo aplicáveis em diversas áreas da engenharia.

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.

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.

Objetivos

✓ 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.

Procedimentos para a realização da atividade

Olá, estudante!

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

Interno

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

Interno

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’:

Interno

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.

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.

Estudante, você deverá entregar:

Olá, estudante!

Você deverá entregar um relatório técnico da prática em formato PDF com capa, sumário,

introdução, desenvolvimento, conclusão e referências bibliográficas utilizadas. 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.

Interno

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2

Unidade: Unidade 2 – Circuitos trifásicos e análise de potência em corrente

alternada.

Aula: Aula 7 – Análise de circuitos trifásicos equilibrados.

Software

Acesso on-line

Livre

Infraestrutura

Computador com o software LTspice instalado

Descrição do software

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

Atividade Prática

Introdução

Nesta atividade prática, você irá se aprofundar nos conceitos teóricos aprendidos durante as

aulas e aplicar uma simulação de circuitos elétricos utilizando a ferramenta LTspice. Vale ressaltar

que o LTspice é um software de simulação de circuitos amplamente utilizado por engenheiros e

estudantes para projetar, analisar e testar circuitos elétricos de maneira eficaz e segura.

Neste laboratório, você aprende a montar um circuito elétrico com a fonte na configuração em

estrela e a carga em triângulo no LTspice e realizar medições precisas com o amperímetro e

voltímetro para avaliar os valores de linha, assim como também plotar a curva características.

Interno

Esta atividade prática é uma oportunidade para você aperfeiçoar nos temas dos circuitos elétricos

trifásicos de forma interativa e relacionar a teoria com o mundo real, permitindo que você ganhe

habilidades valiosas na análise e simulação de sistemas elétricos equilibrados. Portanto, prepare-

se para estudar conceitos teóricos e aplicá-los diretamente no LTspice, desenvolvendo uma

compreensão sólida dos princípios subjacentes a sistemas elétricos avançados.

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.

Objetivos

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.

Procedimentos para a realização da atividade

Olá estudante!

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.

3 – Considere que a fonte é uma conexão em estrela;

Interno

4 – A carga é uma conexão em triângulo e possuem valores equilibrados;

5 – A carga é puramente resistiva;

6 – A montagem que deve ser realizada no simulador está apresentada a seguir. Para garantir a

defasagem entre as fontes, configure o parâmetro ‘Phi[deg]’, como 0, -120o e 120, para V1, V2 e

V3 respectivamente.

CONTINUA …

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