Divisor de tensão sem carga

Divisor de tensão sem carga

Divisor de tensão sem carga

OBJETIVOS:

a) estudar o funcionamento de circuitos resistivos divisores de tensão;

b) estudar o funcionamento de circuitos divisores de tensão variável.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

A Lei de Ohm tem imediata aplicação na análise, no cálculo e no projeto de circuitos divisores de tensão.

Nesta experiência estudaremos os divisores de tensão sem carga, isto é, os circuitos que não tem que fornecer uma corrente ou potência a uma carga externa.

Um dos divisores de tensão mais simples é aquele composto por apenas dois resistores, conforme mostra a figura 1.

Sendo a intensidade de corrente no circuito “I”, podemos escrever:

Para calcular a intensidade de corrente “I”, podemos utilizar a equação abaixo, onde a soma dos resistores R1 e R2 eqüivalem a resistência total ou equivalente.

Podemos então relacionar a tensão total “E” com uma das tensões V1 ou V2 , onde teremos:

Calculando-se as tensões V1 e V2 , teremos:

V1 = 45V . 20k / (20k + 30k) = 18V

V2 = 45V . 30k / (20k + 30k) = 27V

Somando-se V1 e V2 ,teremos 18V + 27V = 45V, que corresponde a tensão aplicada nos resistores.

O circuito da figura 2, é um divisor de tensão composto por 3 resistores.

Fechando Sw1 e seguindo o raciocínio anterior, temos:

VR4 = E . R4 / (R4 + R6 + R11)

VR6 = E . R6 / (R4 + R6 + R11)

VR11 = E . R11 / (R4 + R6 + R11)

Existem ocasiões no entanto, que torna-se necessário projetar um divisor de tensão variável, o que implicaria na utilização de resistores variáveis que permitam a obtenção de qualquer valor de tensão dentro de certos limites, impostos pela tensão aplicada na entrada.

Utiliza-se para tal fim um potenciômetro, que é um resistor variável e cujo símbolo é mostrado na figura 3.

Observa-se que o ponto C é variável, de tal forma que o mesmo possa se aproximar do extremo superior (ponto A) ou do extremo inferior (ponto B).

Entre os pontos A e B, mede-se o valor nominal da resistência do potenciômetro, qualquer que seja a posição do cursor. Se o cursor (ponto C) estiver exatamente no meio, teremos então:

RAC = Rn/2

RCB = Rn/2

Onde, Rn é a resistência nominal do potenciômetro. Isto significa que se o cursor estiver na posição central e o valor nominal do potenciômetro for, por exemplo, 1000, teremos nessas condições:

RAC = 500

RCB = 500

Se o cursor (ponto C) estiver totalmente no extremo superior, teremos:

RAC = 0

RCB = 1.000

Se o cursor (ponto C) estiver totalmente no extremo inferior, teremos:

RAC = 1.000

RCB = 0

O “trimpot” é um dispositivo que executa as mesmas funções do potenciômetro, porém o mesmo classifica-se como resistor ajustável.

O cursor central do potenciômetro, se este for rotativo, é o seu eixo, que pode ser movimentado tanto para a esquerda como para a direita. Se o mesmo for do tipo “deslizante”, este é formado por uma alavanca que permite seu movimento horizontalmente. Os trimpots podem ser do tipo vertical e horizontal, para fixação “de pé” ou “deitado” respectivamente.

Geralmente o cursor é preso a um disco dentado para sua movimentação com o auxílio dos dedos ou ainda, o cursor central pode não possuir este disco dentado, mas, apenas uma pequena fenda, para que possa ser movimentado com o auxílio de uma pequena chave de fenda.

PARTE PRÁTICA

MATERIAIS NECESSÁRIOS

1- Módulo de ensaios ETT-1

1- Multímetro analógico ou digital

1- Execute a fiação do circuito da figura 2.

2- Calcule a resistência equivalente e a tensão entre os pontos: A-D; A-C e A-B e anote na tabela 1.

3- Calcule a corrente que circula pelo circuito e anote na tabela 1.

4- Calcule a tensão em cada um dos resistores e anote na tabela 1.

5- Com o módulo de ensaios desligado da rede e Sw1 aberta, meça a resistência equivalente entre os pontos A-D; A-C e A-B e anote na tabela 1.

6- Ligue o módulo de ensaios na rede, feche Sw1 , ajuste E para 10V , meça a tensão em cada um dos resistores e entre os pontos A-D; A-C e A-B e anote esses valores na tabela 1.

7- Meça e anote na tabela 1 a corrente total do circuito.

Tabela 1

PARÂMETROS

CALCULADO

MEDIDO

Resistência entre os pontos A-D

Resistência entre os pontos A-C

Resistência entre os pontos A-B

Tensão entre os pontos A-D

Tensão entre os pontos A-C

Tensão entre os pontos A-B

Tensão em R4

Tensão em R6

Tensão em R11

Corrente total no circuito

8- Execute a fiação do circuito da figura 4.

9- Calcule a resistência total do circuito com o cursor na extremidade superior, extremidade inferior e posição central (aberto, fechado e na posição central respectivamente) e anote na tabela 2. Olhando P1 de frente, o terminal à esquerda corresponde ao ponto A, o terminal central ao ponto C e o terminal à direita corresponde ao ponto B. Obedeça as seguintes convenções, orientando-se pela seta impressa no disco dentado de P1:

ABERTO: cursor totalmente à direita.

FECHADO: cursor totalmente à esquerda.

POSIÇÃO CENTRAL: posição intermediária.

10- Com o módulo de ensaios desligado da rede e Sw1 aberta, meça a resistência total do circuito (pontos A e B) e anote na tabela 2.

Tabela 2: Resistência total do circuito

RESISTÊNCIA TOTAL

CALCULADO

MEDIDO

Cursor aberto

Cursor fechado

Cursor na posição central

11- Compare os valores calculados e medidos na tabela 2 e apresente conclusões:

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12- Calcule as tensões VAC , VCB e VAB com o cursor aberto, fechado e na posição central e anote esses dados na tabela 3.

Tabela 3

CALCULADO

MEDIDO

VAC cursor aberto

VAC cursor fechado

VAC cursor na posição central

VCB cursor aberto

VCB cursor fechado

VCB cursor na posição central

VAB cursor aberto

VAB cursor fechado

VAB cursor na posição central

13- Ligue o módulo de ensaios na rede, feche Sw1 , meça essas tensões e anote na tabela 3.

14- Compare os valores calculados e medidos na tabela 3 a apresente conclusões:

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QUESTÕES:

1- O que é divisor de tensão sem carga?

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2- O que é potenciômetro?

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3- Calcule o valor da tensão E para o circuito da figura 5, considerando que a corrente que circula por R6 é 100mA (apresentar cálculos).

E = ____________

Cálculos:

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