AED N2 - SOL - Professor | PUC Goiás

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA
ENGENHARIA MECATRÔNICA E ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO
Disciplina: EN1041 – CIRCUITOS ELÉTRICOS 1 – 2016-2
Professor: Felipe de Sousa Nobre
TRABALHO PRÁTICO – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL – AED-N2
(Grupos de até 5 alunos – Turma Laboratório – Peso: 50% da nota de Laboratório)
MATLAB
[CASO 01] Para o circuito da Figura 01, faça (Ref. Alexander e Sadiku, Capítulos 03 e 04):
Desenvolver o código capaz de determinar a corrente, a tensão e a potência dissipada por todos os resistores do circuito
da Figura 01. Utilize ambos os métodos de resolução: Análise Nodal e Análise Malhas. Para facilitar a análise,
simplificações e transformações de fontes também podem ser usadas. Fazer comentários a respeito das respostas
obtidas nos dois métodos de análise. Refazer as análises do circuito trocando a fonte de corrente de 10[mA] por uma de
5[mA].
R3
R9
1 k
2 k
30 k R6
R1 8 k
R8
20 k
R12
4 k
10V
R4
R10
2 k
12 k
2 k
R2 6 k
R7
6k
R11
R13
3 k
10mA
8 k
R5
Figura 01. Circuito para análise - Questão 01.
[CASO 02] Para cada circuito da Figura 02, faça (Ref. Alexander e Sadiku, Capítulo 04):
a) Encontre os circuitos Equivalentes de Thevenin e Norton do circuito para se analisar a carga R.
b) Indique o valor da Resistência R a ser conectada aos terminais a-b de forma a se extrair o máximo de potência do
restante do circuito.
c) Utilize o Matlab para fazer o gráfico da potência dissipada pela carga R e confirme a condição de Máxima
Transferência de Potência neste gráfico. Faça comentários a respeito dos resultados obtidos no gráfico. OBS: o
intervalo de variação de R deve ser de 0,5.R (R menos 50%) até 1,5.R (R mais 50%).
d) Faça a simulação computacional do circuito e confira a condição de máxima transferência de potência, utilizando um
wattímetro como instrumento de medida. Apresente o resultado numa tabela relacionando a potência medida com o
resistor R escolhido. Isto deve ser feito para pelo menos 7 valores de R indicados no intervalo utilizado no item “c”.
Figura 02. Circuitos para análise - Questão 02.
[CASO 03] Circuito com elemento armazenador de energia (Ref. Alexander e Sadiku, Capítulo 06):
Um circuito elétrico consiste em uma combinação paralelo de um resitor, um indutor e um capacitor. Uma fonte de
2 t
tensão v(t)  16te [V] alimenta este circuito, onde se têm um resitor de 2 [], um indutor de 1/2[H] e um capacitor de
1/4 [F]. Faça:
a) O diagrama esquemático do circuito, indicando as suas variáveis de corrente e tensão nos componentes.
b) Encontre a corrente total oferecida pela fonte de tensão.
c) Encontre a potência oferecida pela fonte de tensão.
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d) Utilize o MatLab para fazer o gráfico da tensão, da corrente e da potência oferecidas pela fonte.
[CASO 04] Para o circuito da Figura 03, considere as resistências em [] e que ele encontra-se em regime permanente
DC em t=0[s]. Faça (Ref. Alexander e Sadiku, Capítulo 07):
a) Obtenha o circuito Equivalente de Norton, visto a partir dos terminais do indutor, para os instantes t ≥ 0.
b) Obtenha a equação diferencial para a corrente i(t) no indutor, a partir do Equivalente de Norton do item “a”.
c) Obtenha a função que representa a corrente i(t) (no indutor) para t ≥ 0. Utilize o Matlab para fazer o gráfico desta
corrente.
d) Substitua o resistor de 5[] por um de resistor de 20[] e repita os itens “a”, “b” e “c”.
f) Comente o comportamento do circuito diante das mudanças indicadas nos itens anteriores. Deve ser abordado:
Contante de Tempo, Resistência de Thevenin, Regime Transitório e Regime Permanente.
Figura 03. Circuito para análise - Questão 04.
OBSERVAÇÃO: Os procedimentos matemáticos para obtenção das soluções de todos os circuitos analisados devem ser
apresentados no Relatório Final.
RELATÓRIO
O relatório deve ter no máximo 8 (oito) páginas e conter:
- Identificação: da instituição, do curso, da disciplina, do professor e dos alunos integrantes do grupo;
- Resumo (objetivos);
- Enunciado das questões;
- Desenvolvimento matemático utilizado na resolução de cada circuito (questão);
- Os resultados da simulação do MATLAB, por exemplo: tabelas com os resultados das tensões, correntes e
potências e gráficos das tensões, correntes e potências solicitadas. OBSERVAÇÃO: estes resultados devem
aparecer no corpo principal do relatório;
- Comentários sobre os resultados obtidos (por exemplo, comparação com as simulações do PSPICE, comparação
entre os métodos, mudanças de comportamento no circuito, etc);
- Conclusões finais;
- Bibliografia ou referências bibliográficas;
- Apêndices com os códigos MatLab desenvolvidos e simulações realizadas.
OBSERVAÇÃO:
Observar as correções feitas no relatório feito para a AED de N1 de forma a melhorar a apresentação deste
relatório para a AED de N2.
APRESENTAÇÃO: O trabalho deve ser apresentado pelo grupo na data marcada. A apresentação terá uma duração de
30min e será feita para o professor da disciplina, no laboratório.
NOTA DA ATIVIDADE: A nota do trabalho será formada por 6,0 pontos do relatório e 4,0 pontos da apresentação. Será
atribuída a mesma nota a todos os integrantes do grupo que desenvolveu o trabalho.
DATAS
Data da entrega do relatório:
Horário da entrega do relatório:
Local da entrega do relatório:
Local da apresentação do trabalho:
Horário da apresentação:
até 09 de Dezembro de 2016
até as 09h00min
Laboratório 03 – G – Área III – Prof. Felipe de Sousa Nobre
Laboratório 03 – G – Área III – Prof. Felipe de Sousa Nobre
09h00min (Turma A01-4) – 09 de Dezembro de 2016
Multas: Por atraso na entrega do relatório:
Não apresentar o trabalho no dia:
50% ao dia.
Sem nota de apresentação.
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