(2,5p) Elementos resistivos lineares e não lineares. Temos, no laboratório, um amperímetro com resistência interna
, e um voltímetro com resistência interna
. (a 1,8p) Para um resistor de resistência nominal de
, explique qual a melhor montagem para medir esta resistência e como faríamos para traçar a curva característica deste resistor. Faça o diagrama do circuito usado.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão pede. Temos um resistor de 500 Ω e queremos medir sua resistência usando um amperímetro com resistência interna de 70 Ω e um voltímetro com resistência interna de 100 kΩ. O conteúdo envolvido aqui é a medição de resistência elétrica utilizando instrumentos de medição, especificamente amêmetro e voltímetro. Precisaremos entender como conectar esses instrumentos em um circuito para obter uma medição precisa e também como traçar a curva característica do resistor.
Passo 2
A melhor forma de medir a resistência de um resistor é usar o método de medida de corrente e tensão. Para isso, conectamos o resistor em série com o amperímetro e, em paralelo com o resistor, conectamos o voltímetro. Essa configuração permite medir a corrente que passa pelo resistor e a tensão que ele desenvolve, facilitando o cálculo da resistência usando a Lei de Ohm.
Passo 3
Vamos montar o circuito da seguinte forma:
- Conectamos uma fonte de tensão ao circuito.
- Em série com a fonte, colocamos o amperímetro para medir a corrente que passa pelo resistor.
- Paralelamente ao resistor, conectamos o voltímetro para medir a tensão sobre ele.
Esse arranjo garante que o amperímetro mede toda a corrente que passa pelo resistor e o voltímetro mede a tensão exatamente sobre o resistor, minimizando erros na medição.
Passo 4
Para traçar a curva característica do resistor, variamos a tensão fornecida pela fonte e registramos a corrente correspondente medida pelo amperímetro. Repetimos esse procedimento para diferentes valores de tensão e corrente, plotando esses pontos em um gráfico onde o eixo X representa a tensão e o eixo Y representa a corrente. A curva resultante mostrará como o resistor se comporta em diferentes condições de operação.
Resposta
A melhor montagem para medir a resistência de 500 Ω é conectar o amperímetro em série com o resistor e o voltímetro em paralelo com o resistor. Para traçar a curva característica, variamos a tensão aplicada e medimos a corrente correspondente, plotando os pontos em um gráfico tensão versus corrente. O diagrama do circuito usado é o seguinte:
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Calcule a carga final do capacitor de capacitância
.
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, e um voltímetro com resistência interna
. (b 0,7p) No experimento realizado no laboratório, determinamos experimentalmente a resistência interna do amperímetro. Em qual montagem (montante ou jusante), esta resistência influencia mais na determinação da curva característica de um resistor? Comente.
Sendo
a área de cada placa,
a distância que as separa
a permissividade do vácuo, prove que a capacitância C desse capacitor é dada por:
Considere um sistema de acionamento composto por dois conjuntos máquina/carga, no qual as características nominais são apresentadas a seguir. O conjunto máquina/carga 1 utiliza partida
e o conjunto máquina/carga 2 utiliza partida direta.
Conjunto máquina/carga <br> 1 | |
---|---|
Torque de <br> partida da <br> máquina | 30 Nm |
Torque <br> máximo <br> da <br> máquina | 60 Nm |
Torque <br> mínimo da <br> máquina | Desconsiderar |
Corrente <br> nominal <br> da <br> máquina |
|
Relação <br> Ip/In da <br> máquina | 4,5 |
:— | :— |
Torque da <br> carga <br> (torque <br> constante) | 15 Nm |
Conjunto máquina/carga <br> 2 | |
:— | :— |
Torque de <br> partida da <br> máquina | 22 Nm |
Torque <br> máximo <br> da <br> máquina | 35 Nm |
Torque <br> mínimo da <br> máquina | Desconsiderar |
Corrente <br> nominal <br> da <br> máquina |
|
Relação <br> Ip/In da <br> máquina | 7 |
Torque da <br> carga <br> (torque <br> constante) | 7 Nm |
:— | :— |
a) Considerando os tipos de partida utilizados, os conjuntos máquina/carga partirão? Justifique.
b) Considerando os tipos de partida utilizados, esboce o gráfico da corrente eficaz de cada máquina, calculando apenas o valor da corrente de partida.
c) Caso o sistema de acionamento alterado, utilizando agora um soft starter para cada conjunto máquina/carga, os conjuntos máquina/carga poderão partir? Justifique.
d) Caso o sistema de partida seja alterado, utilizando agora um inversor de frequência para cada conjunto máquina/carga, os conjuntos máquina/carga poderão partir? Justifique.
b) Considerando os tipos de partida utilizados, esboce o gráfico da corrente eficaz de cada máquina, calculando apenas o valor da corrente de partida.
c) Caso o sistema de acionamento alterado, utilizando agora um soft starter para cada conjunto máquina/carga, os conjuntos máquina/carga poderão partir? Justifique.
d) Caso o sistema de partida seja alterado, utilizando agora um inversor de frequência para cada conjunto máquina/carga, os conjuntos máquina/carga poderão partir? Justifique.