ANÁLISE DE MALHAS E ANÁLISE NODAL - udesc

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA – DEE
LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS I
Roteiro-Relatório da Experiência No 03
“ANÁLISE DE MALHAS E ANÁLISE NODAL”
COMPONENTES DA EQUIPE:
ALUNOS
NOTA
1
2
3
Data:
/_
/_
:_
h
1. OBJETIVOS:
Verificação experimental de ciruitos mistos com três malhas e um par de nós
utilizando a análise de malhas e a análise nodal.
2. PARTE TEÓRICA
No roteiro da experiência nº 02 foram analisados circuitos simples através das leis de
Kirchhoff para as tensões e para as correntes. Tais circuitos continham apenas um par de nós
ou uma única malha. Esses circuitos podem ser completamente analisados através de uma
única equação algébrica. No caso de circuitos com um único par de nós, ou seja, um circuito
com dois nós, um dos quais é o nó de referência, uma vez que a tensão no nó é conhecida,
podemos calcular todas as correntes. Em um circuito de malha única, uma vez conhecida a
corrente de malha, podemos calcular todas as tensões.
Nesta experiência iremos calcular todas as correntes e tensões em circuitos com
múltiplas malhas e nós.
Análise de Malhas e Nodal
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2.1 Elementos de um Circuito Resistivo Misto para Análise de Malhas
Figura 1 – Circuito resistivo misto com duas fontes de tensão para análise de malhas.
2.2 Análise de Malha – Funcionamento
A análise de malha usa LKT descrita na equação (I) para determinar as correntes do
circuito:
M
i
k
=0
(I)
k 1
Uma vez que as correntes sejam conhecidas, a lei de Ohm pode ser usada para
calcular as tensões. Se o circuito possui N malhas independentes deve-se ter N equações
independentes simultâneas necessárias para descrever o circuito.
2.3 Elementos de um Circuito Resistivo Misto para Análise Nodal
Figura 2 – Circuito resistivo misto com duas fontes de tensão para análise nodal.
Análise de Malhas e Nodal
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2.4 Análise Nodal – Funcionamento
A análise de malha usa LKC descrita na equação (II) para determinar as tensões do
circuito:
N
v
k
=0
(II)
k 1
Uma vez que as tensões sejam conhecidas, a lei de Ohm pode ser usada para calcular as
correntes. Se o circuito possui N nós independentes deve-se ter N equações independentes
simultâneas necessárias para descrever o circuito.
3. MATERIAL UTILIZADO
Fonte de tensão variável (DC Power Suply).
Resistores: R1 = 3,3 k, R2 = 1 k, R3 = 2,2 k, R4 = 560e R5 = 4,7 k.
Multímetro (Voltímetro, Amperímetro e Ohmímetro).
Protoboard.
4. PRÉ-RELATÓRIO
Ler o item 5 (Parte Experimental) e resolver teoricamente os dois circuitos propostos com
os valores nominais para os resistores, preenchendo as tabelas nas linhas que se referem aos
valores analíticos.
5. PARTE EXPERIMENTAL:
Serão montados dois circuitos resistivos mistos distintos para análise de malha e análise
nodal. Ambos os circuitos são compostos pelos resistores R1 = 3,3 k, R2 = 1 k, R3 = 2,2
k, R4 = 560e R5 = 4,7 k. O primeiro circuito será analisado por malhas e o segundo por
nós.
Análise de Malhas e Nodal
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5.1 Medição dos Componentes
Identifique e meça os resistores preenchendo a Tabela 1.
TABELA 1 – Leitura das resistências.
Resistência Nominal []
R1
R2
R3
R4
R5
Resistência Medida []
Tolerância [%]
Erro [%]
Monte o circuito da Figura 1. Ajuste as fontes de tensão independentes para V1 = 5 V e
V2 = 15 V. Com auxílio do amperímetro meça as correntes nos resistores R2 = 1 k e R4 =
5 6 0 . Calcule as correntes em cada uma das três malhas do circuito e anote-as na Tabela 2.
TABELA 2 – Dados dos circuitos resistivos mistos: circuito 1 – análise de malhas e circuito
2 – análise nodal .
Circuito 1 – análise de malhas
I1
I2
Circuito 2 – análise nodal
I3
V3
V4
Valor Analítico
Valor Medido
Erro [%]
6. PÓS-RELATÓRIO
6.1 Os experimentos se mostraram válidos? Explique por quê?
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6.2 Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros.
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