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Curso Proteus ISIS - Circuitos em Corrente Alternada

Aula 01: Os Instrumentos Básicos de CA - Os Geradores de Tensão Alternada

1 Introdução

Esta é a segunda parte do trabalho sobre o Proteus-ISIS e é dirigida para o estudo de circuitos em corrente alternada e eletrônica básica, desta forma os instrumentos e componentes aqui descritos são básicos no estudo e simulação de circuitos em CA. Devemos reiterar mais uma vez que você deve ter conhecimentos mínimos de eletricidade e eletrônica básica para que possa compreender este trabalho.

2 Geradores de Formas de Onda

A principal forma de gerar forma de onda são os Geradores (Generators) que permite obter as seguintes formas de onda:

DC - Tensão continua;
Sine - Forma de onda senoidal com controle de amplitude, freqüência e fase;
Pulse – Gerador de pulso com controle da amplitude, período e tempos de subida (rise time) e descida (fall time);
Exp – Gerador de pulso exponencial com mesma forma de um circuito RC em CC ( Carga e descarga);
SFFM( Single Frequency FM) – Produz um sinal modulado em frequencia (FM);
Pwlin( Piece-wise linear) – Produz um pulso de forma de onda arbitraria;
File - Similar ao anterior mas obtido de um arquivo ASCII;
Audio – Usa arquivos Windows WAV como formas de onda de entrada;
DState – Nível lógico em estado estacionário;
DEdge - Single logic level transition or edge;
DPulse – Pulso simples de relógio digital;
DClock – Sinal de relógio digital;
DPattern – Produz uma seqüência arbitraria de níveis lógicos.

2. Gerador senoidal

Como exemplo vamos inserir um gerador senoidal na área de trabalho alimentando um voltímetro CA. Para isso, na barra de ferramentas de seleção Generators selecionar Generators>>Sine, como na figura 1a, em seguida para configurá-lo dê duplo clique no seu ícone que será aberta a janela da figura 1b, na qual podem ser especificados:

Amplitude (Valor de pico), PeaK (Valor de pico a pico), RMS (Valor eficaz), Frequency (Freqüência), Period (Período), Phase (ângulo de fase inicial) que são os principais valores da onda senoidal.

( a ) ( b ) ( c )

Figura 1 - Gerador senoidal ( a ) Selecionando SINE ( b ) Propriedades do gerador senoidal ( c ) Medindo a tensão

Outra forma de produzir sinais alternados é através do Gerador de Sinais (SIGNAL GENERATOR).

2.2. Gerador de sinais

O Gerador de Sinais (SIGNAL GENERATOR) permite obter:

Formas de onda senoidal, quadrada, dente de serra e triangular.
Variar a freqüência de 0 a 12 MHz em 8 faixas de freqüências e com ajuste fino.
Variar a amplitude de 0 a 12 V em 4 faixas e com ajuste fino.
Entradas para FM (Freqüência Modulada) e AM (Amplitude Modulada).

Para obter um sinal senoidal clique em Virtual Instruments

Aparecerá a janela da Figura 2, selecione SIGNAL GENERATOR (Gerador de sinais).

Figura 2 - Selecionando SIGNAL GENERATOR em INSTRUMENTS

O Gerador de sinais, tem quatro terminais:

Terminal +: Fornece um sinal de fase zero
Terminal -: Fornece um sinal defasado de 180º em relação ao da saída +.
AM: Entrada de um sinal (proveniente de outro Gerador de Sinais) que modulará em amplitude o sinal obtido em + (ou-).
FM: Entrada de um sinal (proveniente de outro Gerador de Sinais) que modulará em freqüência o sinal obtido em + (ou-).

A Figura 3 mostra o ícone e o gerador de sinais aberto.

Atenção!! Para abrir os instrumentos virtuais é necessário iniciar a simulação ou clicar no botão de passo

( a ) ( b )

Figura 3 - ( a ) Ícone do Gerador Sinais ( b ) Gerador de sinais aberto

Como indicado na Figura 3b são possíveis os seguintes ajustes:

Freqüência

Em Range escolher a faixa (são 8 faixas) de freqüências e em Centre podendo ser feito um ajuste fino de freqüência, nos dois casos usando o cursor do mouse. Observe o valor da freqüência indicado abaixo do botão Centre (no caso 1.00 kHz).

Amplitude

Também existem dois botões para ajuste de amplitude (os quais são vermelhos). Em Range escolher a faixa (são 4 faixas) e em Level o ajuste fino. Observe a indicação do valor (de pico) indicado abaixo de Level (no caso 100 mV).

Tipos de sinais

São possíveis 4 diferentes tipos de sinais: Quadrada, Dente de serra,Triangular e Senoidal os quais podem ser selecionados clicando no botão acima de Waveform.

Clicando em Polarity você escolhe se o seu sinal terá valores positivos e negativos (Bi) ou só positivo (Uni).

Atenção!! Não desative a simulação clicando no X acima à direita, use o botão de parar.

2.3 Alternador (Alternator)

Existe outro tipo de gerador de tensão senoidal e que se encontra em Simulator Primitives chamado de Alternator cujo símbolo é:

A seguir dois exemplos de circuitos que usam dois geradores diferentes de tensão alternada senoidal.

Exemplo 1: Circuito RC serie em CA

Library>>>Pick Devices>>>Simulator Primitives>>>Alternator

Insira os outros componentes e medidores como visto, lembrando que os medidores são ajustados para AC.

Figura 4 - Gerador senoidal obtido de Alternator

Inicie a simulação e anote os valores das tensões e da corrente.

Exdemplo 2: Monte o mesmo circuito da Figura 4 , porem usando o gerador de tensão senoidal Sine.

O sinal senoidal do circuito da Figura 5 é obtido de Generators>>Sine

Figura 5 - Circuito com gerador Sine

Dando duplo clique no simbolo do gerador, no caso Ve, aparecerá a janela de configuração da Figura 6. Configure o gerador com mesma amplitude do Gerador de Funções e mesma amplitude.

Figura 6 - Configurando o gerador de tensão senoidal

Observe que todos os os geradores tem a mesma janela de configuração.

Inicie a simulação comparando os valores obtidos nos dois circuitos.

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