AED 1 - SOL - Professor | PUC Goiás

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA
ENGENHARIA MECATRÔNICA E ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO
Disciplina: EN1041 – CIRCUITOS ELÉTRICOS 1 – 2017-1
Professor: Fabricia Neres Borges
TRABALHO PRÁTICO – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL – AED-N1
(Grupos de até 5 alunos – Turma Laboratório – Peso: 50% da nota de Laboratório)
MATLAB
[CASO 01] Considere um dispositivo elétrico passivo que possui uma tensão
v(t) sobre seus terminais e uma corrente
dv
[mA] que o atravessa. Para os dois casos abaixo, faça:
dt
a) Calcule a potência p(t);
b) Faça o gráfico de i(t), v(t) e p(t) no MatLab.
Observação: para cada caso, os gráficos de i(t), v(t) e p(t) devem ser feitos na mesma figura.
i=2
Caso 01
-
v(t ) = 3e−2t [V]
Caso 02
-
v(t ) = 3 cos(2t − 450 ) [V]
[CASO 02] A função matemática que representa a carga que entra no terminal positivo de um componente eletrônico é
dada por:
q(t ) =
1
1 ⎞
⎛t
− ⎜ + 2 ⎟ ⋅ e −α ⋅t [C]. Faça:
α ⎝α α ⎠
2
a) Indique o valor máximo da corrente elétrica que entra no terminal positivo do componente eletrônico, caso
α = 0,03679 [s-1 ] .
b) Faça o gráfico de i(t) no MatLab e confirme a condição de valor máximo obtida no item “a”.
[CASO 03] Para o circuito da Figura 01, faça:
a) Desenvolver o código capaz de determinar: a corrente, a tensão e a potência dissipada por todos os resistores do
circuito;
b) Determinar também a potência oferecida pela fonte de corrente e conferir com as consumidas pelos resistores;
c) Apresente os resultados para uma nova simulação, caso a fonte de corrente seja substituída por uma fonte de
corrente de 20[A].
R7
R2
6Ω
2
Ω
R1
R4
8
Ω
I1
4
Ω
R8
6Ω
R10
4
Ω
R9
2Ω
R11
4
Ω
10A
R5
R3
6
Ω
4Ω
R6
2
Ω
Figura 01. Circuito para análise - Questão 03.
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[CASO 04] Para o circuito da Figura 02, faça:
a) Desenvolver o código capaz de determinar a corrente, a tensão e a potência dissipada por todos os resistores do
circuito;
b) Determine também a potência oferecida pela fonte de tensão e conferir com as consumidas pelos resistores;
c) Apresente os resultados para uma nova simulação, caso a fonte de tensão seja substituída por uma fonte de tensão
de 48[V].
R2
R4
6kΩ
2kΩ
R1 6kΩ
R6
R9
R11
1kΩ
1kΩ
1kΩ
+
_
R3 4kΩ
R8 6kΩ
24v
R5
1kΩ
R10 4kΩ
R12 2kΩ
R7
R13
1kΩ
1kΩ
Figura 02 – Circuito para Análise – Questão 04.
[CASO 05] Para o circuito da Figura 03, faça:
a) Desenvolver o código capaz de determinar a corrente, a tensão e a potência dissipada por todos os resistores do
circuito. Utilize o Método de Análise Nodal, com montagem da matriz “Admitância de Nós” por inspeção do circuito.
b) Apresente os resultados para uma nova simulação, caso a fonte I2 seja substituída por uma fonte de 3[mA]. OBS: em
ambos os casos conferir a Potência Oferecida pelas fontes com a Potência Consumida pelos resistores.
I1
5mA
R2
2kΩ
I2
R1 5kΩ
1mA
I3
R4 3kΩ
R3
8mA
4kΩ
Figura 03. Circuito para análise nodal – Questão 05.
[CASO 06] Considere que você tenha a disposição quatro resistores (escolha os valores) e uma fonte de tensão, cujo
0
valor é vF (t ) = 311.sen(2.π .60.t + 45 ) [V]. Faça:
a) Monte um circuito misto, com esta fonte e os quatro resistores e determine todas as correntes e tensões deste
circuito;
b) Faça os gráficos destas tensões e correntes no MatLab (em uma única página ou gráfico);
c) Troque a fonte de tensão por
vF (t ) = 150.e −3t [V]e repita os procedimentos realizados nos itens “a” e “b”.
Observação:
Os procedimentos para obtenção das equações de todos os circuitos analisados devem ser apresentados no relatório a
ser entregue.
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MULTISIM / PSPICE / PROTHEUS
1- Simular os circuitos implementados no MATLAB, questões 03, 04 e 05, e obter os valores de tensão e corrente
em todos os componentes do circuito.
2- Comparar os resultados com os obtidos do programa desenvolvido no MATLAB. Esta avaliação deve servir de
apoio no desenvolvimento do relatório final a ser entregue pelo grupo.
RELATÓRIO:
O relatório deve ter no máximo 8 (oito) páginas e conter:
- Identificação dos alunos;
- Resumo (objetivos);
- Enunciado das questões
- Desenvolvimento matemático utilizado na resolução de cada circuito;
- Os resultados da simulação do MATLAB, por exemplo: tabelas com os resultados das tensões, correntes e
potências e os gráficos;
- As simulações do MULTISIM / PSpice / Protheus – figuras com os resultados expostos.
- Conclusões;
- Bibliografia ou referências bibliográficas.
- Apêndices: os códigos dos programas em MatLab devem ser apresentados em apêndice (além das 8
páginas), após as referências bibliográficas.
O Modelo de formatação do relatório e o formato da apresentação serão explicados pelo professor em sala de
aula.
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.
NOTA:
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 07 de Abril de 2017
até as 09h00min
Laboratório 04 – G – Área III – Prof. Marcos Sousa
Laboratório 04 – G – Área III – Prof. Marcos Sousa
09h00min (Turma A01-3) – 07 de Abril de 2017
Multas: Por atraso na entrega do relatório:
Não apresentar o trabalho no dia:
50% ao dia.
Sem nota de apresentação.
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