Relatorio Lab FisiCA 3

7/23/2019 Relatorio Lab FisiCA 3

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RELATRIO DO LABORATRIO DEFISCA III

MXIMA TRANSFERNCIA DE POTENCIA ELTRICA DE UMA FONTE DEFORA ELETROMOTRIZ

INTRODUONessa prtica, estudaremos a potncia dissipada numa resistncia de carga, em funo da

resistncia interna da fonte que a alimenta. Veremos o Teorema da Mxima Transferncia dePotncia, que diz que a potncia transferida para a carga mxima quando sua resistncia e aresistncia interna da fonte so iguais. Nos experimentos, !amos "uscar compro!ar o teorema.

# teorema da mxima transferncia de potencia trata fundamentalmente da transferncia deenergia entre a fonte $"ateria e geradores% e a carga do circuito $resistores%. Para entender mel&orconsideraremos o fato de que as "aterias e as fontes comumente usadas no so ideias, sempreexiste uma limitao na corrente ' que elas podem fornecer. Tais fontes reais podem serrepresentadas pela associao em srie de uma fonte ideal $gerador de fora eletromotriz% com uma

resistncia $respons!el pela dissipao de energia no interior do gerador%.(e acordo com outro teorema )* + mxima transferncia de potencia para a ocorre quando

R=Ri

-om cargas de "aixa resistncia, a fonte forada a gerar muita energia eltrica, sendo que"oa parte dessa energia dissipada na prpria fonte. 'sso tem dois efeitos ruins so"reaquecimentoda fonte, o que pode danific/la, e um consumo ele!ado de energia $se a fonte for, por exemplo, umapil&a, ela se descarrega mais rapidamente do que se esti!esse alimentando uma carga de maiorresistncia%. +gora a mxima transferncia de potncia no significa eficincia mxima. (e fato,apenas metade da potncia gerada dissipada na carga, o que resulta em 012 de eficincia. Pela

equao !emos que a eficincia = Pc

Pc+Pi+ R

R+Ri

Portanto, a eficincia mxima quando a resistncia interna do gerador pequena emcomparao com a resistncia de carga. # ideal que a resistncia da carga se3a muito maior do quea resistncia interna do gerador, porque nessa situao a eficincia ser prxima de um e a potnciadissipada como calor no gerador ser pequena. Portanto, em situa4es operacionais utilizam/segeradores que possuem resistncias internas muito menores que as resistncias de carga.

+ potencia transferida por uma fonte de fora eletromotriz $gerador de corrente eltrica% e umdispositi!o de dois eletrodos em geral metlicos com carregamento eltrico 56 e 76. 6uando ogerador de corrente eltrica ligado a um circuito eltrico ou eletr8nico faz circular uma correnteeltrica ', a tenso V os seus terminais diferente da eletromot9ncia medida utilizando o !olt:metro.

Na pratica so"re as foras de eletromotriz deduziu/se que o !alor de V pode ser calculado daequao V=ri

+onde r a resistncia eltrica interna do gerador de corrente eltrica, ou se3a, a resistnciaeltrica dos eletrodos metlicos do gerador. + potncia eltrica dissipada no circuito eltrico oueletr8nico de resistncia eltrica total ; ligado ao gerador e dada pelo produto da tenso eltrica Vso"re o circuito e da corrente eltrica ' que circula nos eletrodos do gerador de corrente eltrica. +equao utilizada no experimento foi

P=r i2

Vimos que a maior !alor de potncia eltrica que o gerador de corrente eltrica pode fornecerpara o circuito eltrico ou eletr8nico ligado a ele e ocorre quando a resistncia eltrica total ; docircuito e igual < resistncia eltrica dos eletrodos do gerador. (efine/se o rendimento = do gerador decorrente eltrica de razo entre a potencia eltrica P fornecia ao circuito eltrico ou eletr8nico ligado aele e a potencia gerada $Pg% a equao utilizada


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=V

100

OBJETIVO

Verificar a condio para a mxima transferncia de potencia eltrica P de uma fonte de foraeletromotriz para um circuito eltrico ou eletr8nico.

MATERIAIS UTILIZADOS

>ma fonte de corrente continua?

>m resistor de @1 A?

>m Volt:metro?

>m amper:metro?

>ma caixa de resistncia $;%?

Bios de ligao.

PROCEDIMENTO-onforme figura a"aixo foi ligado um !olt:metro na fonte -- e fixada um fora eletromotriz $C% de0 !olts, em seguida ligamos em serie o resistor de @1A ao amper:metro, pois a fonte temresistncia interna muito pequena.# amper:metro foi ligado < caixa de resistncias e o !olt:metro em paralelo com a caixa deresistncia, com isso !ariou/se o !alor de ; com a caixa e para cada !alor de ; medimos acorrente eltrica ' e a tenso eltrica V so"re ele.

Bigura @ ;epresentao esquemtica do circuito utilizado para medir a diferena de potencialentre os terminais do resistor ; e a corrente eltrica no circuito em funo de ;.

-om os !alores da corrente e da tenso calculamos a Potencia e o rendimento atra!s dasformulas

Potencia PDV x ' dada em Eatts $F%.

;endimento =D$VGC%x @11 dada em porcentagem $2%.

-om esses dados foi montada a ta"ela @.

Ta"ela @ (iferena de potencial V entre os terminais do resistor de resistncia ;, corrente eltrica' e potncia P dissipada no circuito, = a eficincia da fonte.


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R() 100 0 !0 "0 #0 10 " # 1 0

V($%&') H,H H,I H,J H,@ I,I J,H J,1 @,J0 1,K@ 1,IL 1,1J

I(A) 1,10 1,1 1,1L 1,1 1.@0 1,JI 1,J 1,JK 1,I 1,I 1,HJ

P() 1,JJ 1,J0L 1,II 1,I 1,H0 1,00J 1,0J1 1,IIK0 1,J00 1,@HLJ 1,11LH

* + LL L LH LJ HL H1 J0 @H,J1 K,1 1,H1

>tilizando o programa Ocida!is foi ela"orado o grfico da potncia pela corrente $P x '% no qual foifeita um a3uste polinomial de segundo grau para a o"teno de uma equao emp:rica.

Boi ela"orado tam"m o grfico da potncia pela resistncia $P x ;% no qual foi feito um a3ustepara a equao ar"itraria a"aixo para o"ter o !alor de ;.

P=

2 x

(x+r )

ANALISE E CONCLUSO

-omparando a equao emp:rica com a equao $I%, encontramos o !alor da resistncia internada fontequao emp:rica


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Y=11x2+5x0,03

quao I

P=IrI;esistncia interna

=5V P=0V=RI=rI

V=511I

Oendo ' igual a media da corrente da ta"ela de medidas igual 1,JJ@ + ou JJ@m+

V=511221

2426=5221r2212

r=0,07

+ partir do da equao emp:rica do grfico P x ' calculamos a corrente mxima $'m%

-orrente mxima

dPdI=2rI

dP

dI=0

0=2r

=

2r=52(0,07 )

=4,86mA

+ partir do grfico P x ; foi feita a um a3uste para a equao ar"itraria a"aixo para o"ter

determinar o !alor de ; para a potencia mxima.

P=E2 x

(x+r )

Oendo rD @I e D0

(eri!ando a equao acima e igualando a zero temos


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#u se3a, para o"ter a potncia mxima o ; ser igual a 1, -

Para potencia mxima e o rendimento utilizamos os !alores medidos durante o experimento

o"ti!emos

Potncia mxima

PD1,00JF

6uando ; @1A e VDJ,H! e 'D1,JI+

;endimento mximo

=V

100

=2,4

5100

=48

Vimos que a transferncia de energia entre a fonte e a carga ocorre, porm de!ido

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