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Universidade de Mogi das Cruzes – UMC

Relatório sobre Tensão Alternada

II
(Eletricidade Aplicada)

Pedro Scarcelli Nava Namorado, 63784

Franciso Eclaudio, 65665

Thiago Galante, 66503

Engenharia

Turma B – 2009

Prof. Prof. José Roberto Marques

Mogi das Cruzes

2009
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Sumário
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1. INTRODUÇÃO 4
2. OBJETIVOS 6
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 6
4. RESULTADOS 7
6. Conclusão 8
7. BIBLIOGRAFIA 9

1. Introdução
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A tensão alternada denomina normalmente de tensão CA, difere da tensão contínua porque troca de
polaridade constantemente. Provocando nos circuitos um fluxo de corrente ora em um sentido, ora em
outro. Uma fonte de tensão alternada alterna a polaridade constantemente com o tempo.

Entretanto, em certas aplicações, diferentes formas de ondas são utilizadas, tais como triangular ou ondas
quadradas. Enquanto a fonte de corrente contínua é constituída pelos pólos positivo e negativo, a de
corrente alternada é composta por fases (e, muitas vezes, pelo fio neutro).

Entretanto, em certas aplicações, diferentes formas de ondas são utilizadas, tais como triangular ou ondas
quadradas. Enquanto a fonte de corrente contínua é constituída pelos pólos positivo e negativo, a de
corrente alternada é composta por fases (e, muitas vezes, pelo fio neutro).

Na primeira metade do século XX havia sistemas de Corrente Alternada de 25 Hz no Canadá (Ontário) e

no norte dos EUA. Em alguns casos alguns destes sistemas (por exemplo, nas quedas de Niágara)
perduram até hoje por conveniência das fabricas industriais que não tinham interesse em trocar o
equipamento para que operasse a 60 Hz. As baixas freqüências facilitam construção de motores de baixa
rotação, já que esta é diretamente proporcional à freqüência.

A condição fundamental para que uma determinada tensão elétrica seja considerada como tensão
alternada é que a sua polaridade não seja constante. Os diversos tipos de tensão em CA podem ser
distinguidos através de quatro características:

Forma de onda; Ciclo; Período; Freqüência.

A freqüência é número de ciclos de uma corrente alternada que ocorrem em 1 segundo. É indicado pela
letra f e sua unidade é o Hertz (Hz).

Freqüência: número de ciclos completos realizados em 1 segundo.

Período é a designação empregada para definir o tempo necessário para que se realize um ciclo completo
de uma corrente alternada.

Período: tempo de realização de 1 ciclo completo.

O período é representado pela notação T e sua unidade de medida é o segundos(S).

A tensão alternada senoidal é a mais importante das tensões CA, tendo uma vista que toda a distribuição
de energia elétrica para os consumidores (residência, indústria, comércio,...) é feita através deste tipo de
corrente alternada. Isto significa que todos os aparelhos ligados à rede elétrica são alimentados por
corrente alternada senoidal.

Quando estamos lidando com circuitos elétricos, sinais senoidais são voltagens que variam no tempo de
forma senoidal. Elas são geradas por um gerador de sinais e são representadas, na forma mais geral, por
uma função do tipo:

Onde “V0” é o que chamamos de amplitude da forma de onda. V0 é o valor da voltagem quando a função
seno é igual à unidade, ou seja, é o valor máximo da voltagem gerada. A amplitude também é chamada de
“valor de pico da função”. É sempre um valor positivo Quando a função seno atinge o seu menor valor “-
1”, a voltagem tem o seu valor máximo (em módulo) negativo –V0. Portanto, uma voltagem senoidal
oscilará entre os valores extremos V0 e -V0. A diferença entre esses valores é o que chamamos de valor
“pico-a-pico” da voltagem e o representamos por Vpp. Temos então:

Vpp = 2V0
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No laboratório, em geral, é mais fácil determinar o valor VPP do que simplesmente o valor de pico. Isso
se deve ao fato que a determinação do valor de pico, pela visualização da senóide na tela do osciloscópio,
depende de um ajuste prévio do valor “zero” da função, o que não é necessário quando se determina o
valor VPP da função, pois, por definição, o valor de pico, V0, é a metade do valor pico-a-pico.

Um resistor oferece uma oposição à passagem da corrente elétrica em um circuito, devido à sua
resistência elétrica. Em um circuito elétrico a relação entre causa e efeito é a resistência elétrica e é
expressa pela relação entre tensão e corrente num resistor, chamada de Lei de Ohm.

Nos resistores a corrente é proporcional à voltagem aplicada e a constante de proporcionalidade é

chamada de resistência. Isso funciona tanto para correntes contínuas como para correntes alternadas.
Vamos imaginar um resistor de valor R=1kΩ, submetido a uma voltagem alternada Vg como a
representada na Figura 2. Pela Lei de Ohm a corrente no resistor, nesta situação, é dada por:

Da equação acima vemos que a corrente está em fase com a voltagem, ou seja, quando a voltagem assume
um valor máximo, a corrente também está em um máximo. A Figura 3 exemplifica o que é determinado
pela equação.

1.1. Indutores.

A indutância é a capacidade de se opor as variações de corrente em um determinado circuito e é

representado pela letra L. A unidade de medida da indutância é Henry, representado pela letra H.

A indutância de uma bobina depende de diversos fatores:

• Núcleo;
• Número de espiras;
• Espaçamento entre as espiras;
• Condutor;
• Indutores em CA.

O indutor é um dispositivo para armazenar energia semelhante ao capacitor. Mas, ao contrário do

capacitor , que armazena energia em virtude da tensão que passa através dele, o indutor armazena energia
graças ao campo magnético provocado pelo fluxo de corrente através dele. Como a energia não pode
mudar rapidamente, a corrente que flui através do indutor não pode mudar rapidamente de valor. Uma vez
que nos circuitos de corrente alternada a tensão reverte sua direção em alta velocidade, as mudanças de
corrente tendem a ficar atrás da tensão aplicada ao indutor.

A diferença real em fase é de noventa graus. A reatância do indutor é calculada pela fórmula:

XL = 2. π. F. L

Para fazer face ao atraso de fase de 90 graus da corrente, dão-se à reatância um ângulo de fase de + 90
graus.

2. Objetivos
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• Executar medições com o osciloscópio através de um circuito RC série;

• Comparar os resultados práticos com os teóricos;
• Compor o diagrama de fasores utilizando as medições realizadas com um multímetro na escala
CA.

3. Procedimentos Experimentais
3.1 Materiais

• 1 osciloscópio;
• 2 cabos de osciloscópio;
• 1 multímetro digital;
• 1 resistor de 22 Ω;
• 1 indutor de 120mH;
• 1 placa de bornes;
• Fios.

3.2. Procedimentos Experimental

1. Montamos o circuito da figura 1 tomando os cuidados, ao ligá-lo, para evitar choques elétricos.
Cuidado para não inverter o primário do transformador com o secundário.
2. Colocamos o negativo (referência) da ponta do canal 1 no terminal denominado Ref e a ponta
em si, na junção do indutor com o resistor R. A tensão obtivemos é a tensão do indutor.
Colocamos a ponta de prova do outro canal na conexão do transformador com o resistor, não
ligamos a ponta de referência desta ponta, pois a referências que será utilizada será a do canal 1.
Esta tensão é a tensão da fonte/transformador. Notamos que a tensão do indutor está ligeiramente
adiantada com relação à tensão da fonte.
3. Sincronizamos o osciloscópio em linha (chave superior da direita do painel do osciloscópio) e
medimos as tensões pico a pico das duas tensões. Preenchemos a tabela (Resultados).
4. Alteramos a conexão do circuito de maneira a poder medir a defasagem entre a tensão da fonte e
a corrente do circuito, sabendo que a tensão sobre o resistor R mantém a fase da correm.
Obtivemos o número de divisões na horizontal entre o sinal da tensão do transformador (mais
distorcido) e o sinal da tensão no capacitor (não foi necessário manter a mesma escala – apenas o
valor de zero de ambos os canais foram os mesmos). Multiplicamos o número pelo fator de
escala indicado no botão de base de tempo na horizontal. Usamos a seguinte fórmula para obter a
defasagem em graus
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ϕ 377 * 180 graus EF = T

TEF = Tempo entre fases.

5. Utilizamos um voltímetro em CA, medimos as tensões na saída do transformador, sobre o

resistor e sobre o capacitor colocando-as na tabela (Resultado).

4. Resultados
22 Ω
Sinal Vpico-pico Defasagem Tensão Voltímetro
Vf 52 18
Vc 48 2,16º 18
Vr 5,6 15º 19
Xc = 22 Ω
Z = 26532+ 27002 arctg 26532700

Z = 3785,3 angulo de-44,4°

Corrente no Circuito:

Î = EZ = 18 angulo 0°3785,3 angulo 44,5° = 0,004755 ângulo de -44,5° A

Tensão sobre os resistores:
Vr = ÎR = 0, 004755 ângulo de 44,5º. 2700 = 12,84 ângulo -44,5º V

Tensão sobre o capacitor:

Vc = 12,61 Ângulo de -134,5º V

Tensão do capacitor 12 Vpp (Volts Pico a Pico)

Defasagem da fonte em relação ao capacitor: 0,4
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Escala de tempo: 5ms

Tempo de adiantamento do resistor: 377 . 0,002 . 180π = 43,2° (Adiantamento do Capacite em
Relação a Fonte).

Tensão do resistor: 13, 6 Vpp

Defasagem entre o resistor em relação à fonte: 0,8
Escala de tempo: 0,0025

Tempo de atraso do resistor em relação à fonte: 43,2° (Defasagem do resistor em relação a fonte)

5. Conclusão
Todos os valores obtidos através da prática no laboratório foram muito próximos dos valores calculados,
assim podemos concluir que teve um bom acordo entre os dois valores.

O relatório serviu também para podemos ver a diferença entre a fase de duas ondas senoidais, e
principalmente, como utilizar bem um osciloscópio.

6. Bibliografia
Desconhecido, http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_alternada>. Acesso em 27 de Outubro de 2009.

Aurélio, Marco da Silva, http://www.brasilescola.com/fisica/corrente-alternada.htm >. Acesso em 27 de

Outubro de 2009.

Colégio Uberaba, http://www.colegiouberaba.com.br/apostilas/eletri/Corrente%20Alternada.pdf >.

Acesso em 27 de Outubro de 2009.
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