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Analise de Circuitos em Corrente Contínua
Aula 10: Divisor de Tensão
Referencias
Analise de Circuitos em Corrente Continua - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica

1. Divisor de tensão sem carga                                                 
   Como já visto em aulas anteriores, um divisor de tensão é um circuito serie, figura 1. Se a tensão de entrada é a tensão da bateria, E, e a tensão de  saída é obtida em uma das resistências, R2, o seu valor será dado por:


Figura 1 - Divisor de tensão sem carga

 Caso seja conectado uma uma resistência entre A e B, de valor RL,  o valor da tensão entre A e B diminuirá pelo efeito de carga exercido por essa resistência, pois o valor efetivo da resistência entre A e B agora será R2//RL,  figura 2.

2. Divisor de tensão com carga             
   Se adicionarmos uma resistência ao divisor de tensão da figura 1, o efeito de carga exercido por essa resistência diminuirá a tensão (em relação ao valor sem carga). A expressão da tensão na carga (RL) será:


onde Rx=R2//RL


Figura 2 - Divisor de tensão com carga

Como Rx < R2 então  a tensão entre A e B, UAB,  com carga, será menor do que UAB sem carga. A isso chamamos "Efeito de Carga


Figur a 3 - Divisor de tensão com carga - circuito equivalente

3.  Exercicios resolvidos                                                                                                          
3.1  Seja o divisor de tensão da figura 4.Seja RL a resistência  conectada em paralelo com R2. Calcule a tensão indicada pelo voltímetro para 3 casos:
a) RL infinito
b) RL = 15 k, chave A para baixo e chave B para baixo
c) RL=150 k, portanto RL>>> R2 =15 k, chave A para baixo e chave B para cima.
Solução:
a) RL infinito (sem carga), chave A para cima.

Figura 4 - Divisor de tensão em três situações - sem carga - carga baixa - carga alta

Caso a - carga infinita  ( Chave  A para cima):
Nesse caso:

Caso b - RL =15 k
(chave A para baixo chave B para baixo)

Nesse caso  o efeito de carga de RL será Rx=R2//RL = 15k//15k =7,5 k

E portanto a tensão UAB valerá:

Caso c - RL =150 k ( chave A para baixo cahve B para cima)

Nesse caso o efeito de carga de RL será: Rx=15k//150k =13,6 k
E portanto a tensão UAB valerá:

Como pode ser verificado, no ultimo caso o efeito de carga é pequeno (a tensão com carga e sem carga tem praticamente o mesmo valor), pois  o valor da carga (RL) é muito alto.
Atenção!!! RL deve ser muito maior que  R2//R1, quando você estudar o teorema de Thevenin entenderá melhor essa questão.

3.2.   Para o divisor com potenciômetro calcule a máxima e a minima tensão indicada  pelo voltimetro.



Solução:
O potenciometro tem duasposições limites: todo horario (no desenho o cursor todo para cima) e todo anti horario (no desenho o cursor todo para baixo).
Seja o cursor todo para cima resulta o circuito:



Pode ser usada  a expresão do divisor de tensão, onde a resistencia em cima da qual se quer a tensão é R6+R7=2 k, portanto a tensão vale:



Seja o cursor todo para baixo, resulta o circuito:


Nesse caso a resistencia em cima da qual a tensão está sendo medida é 1 k, a outra resistencia  é R8+R9=2 k, logo a tensão vale:




A seguir uma aplicação Java que mostra um divisor de tensão ajustavel onde a tensão é obtida no cursor. Ver o circuito ao lado para entender melhor o circuito.




4.  Experiência: Divisor de Tensão com Carga
4.1.   Abra o arquivo ExpCC08 Divisor de Tensão com Carga  e identifique o circuito da figura 5. Calcule a tensão entre A e B para todas  as combinações das chaves 1 e  chave 2, anotando os valores na tabela 1.
4.2.    Inicie a simulação e meça a tensão entre A e B para todas  as combinações das chaves 1 e  chave 2 anotando os valores na tabela 2.

Arquivo Proteus Isis    ExpCC_Divisor_de_tensao


Tabela 1 - Divisor de tensão com carga, valores calculados
Valores Calculados
Chave1 para baixo
Chave 1para cima e 2 para baixo
Chave 1 para cima e 2 para cima
UAB
UAB
UAB



Tabela 2 - Divisor de tensão com carga, valores simulados
Valores Simulados
Chave1 para baixo
Chave 1para cima e 2 para baixo
Chave 1 para cima e 2 para cima
UAB
UAB
UAB



4.3 Compare os valores simulados com os valores calculados

4.4 Abra o arquivo ExpCC09 Divisor de Tensão Ajustavel   e  identifique o circuito da figura 6. Calcule os valores máximo e mínimo para a tensão entre A e B.  Anote os valores calculados na tabela 3.

Arquivo Proteus Isis  ExpCC0_Divisor_de_tensao_ajustavel


Figura 6 - Divisor de tensão ajustavel

4.5 Inicie a simulação abrindo o arquivo   ExpCC09 Divisor de Tensão Ajustavel  meça a tensão para o Rv nos dois limites (100% e 0%) ou use a letra A maiuscula para variar em um sentido e a letra a minuscula para variar no sentido contrario. Anote os valores medidos na tabela 3.

Tabela 3 - Divisor ajustavel, valores calculados  e medidos
Calculado
Medidos
Umin
Umáx
Umin
Umáx



4.6.  Conclusões:

5. Exercícios Propostos                                                                                  
5.1. Para cada caso qual a indicação dos instrumentos para tres condições: a) Cursor todo para cima b) Cursor no meio c) Cursor todo para baixo.
                                                          Caso 1                                        caso 2

Resolva a Prova 2, e para continuar voce deve acertar pelo menos 60% das questões.


Eletricidade Basica: Curva caracteristica - Potencia - Energia - Associação serie e paralelo de resistencias

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Voce tem 60minutos para completar os testes. Tenha em mãos calculadora, caneta e rascunho

 
Qualquer dúvida consulte o capítulo 4.3 do livro    Analise de Circuitos em Corrente Continua - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica  

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