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Analise  de  Circuitos em Corrente Contínua

Aula08: Curva Característica de um Bipolo

Bibliografia: 
Analise de Circuitos em Corrente Continua - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica
Analise e Simulação de Circuitos no Computador - MultSIM2001 - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica

Bipolo Linear    Bipolo Não  Linear    Curva do Resistor   Curva do Diodo
Exercício Resolvido     Experiência 05     Exercícios Propostos

1. Equação Característica - Curva Característica 

     Dado qualquer bipolo,  a relação matemática entre a tensão aplicada nele  e a corrente que o percorrerá é expressa através da sua equação característica, U =f(I) ou I =f(U),  isto é,  a tensão é dependente da corrente (primeiro  caso)  ou a corrente  é dependente da tensão (segundo caso). Essa relação pode ser linear  (bipolo linear)  ou não (bipolo não linear). 
Um exemplo de um bipolo linear é o resistor e  cuja equação característica é   U = R.I  e que poderia ser também  I = U/R,  em qualquer um dos casos a relação matemática  é uma relação de primeiro grau  do tipo y=a.x.

Um exemplo de um bipolo não linear é um diodo. Neste caso a relação entre corrente e tensão é  exponencial.

    A representação gráfica da equação característica chamamos de curva característica. Por exemplo, seja um resistor de 100W
A equação característica desse resistor é : U =100.I     ou      I = U/100.
    Para representar graficamente essa equação, especificamos valores  para uma das variáveis (por exemplo para I) e obtemos o valor da outra usando a equação.
Mas que valores usar ? Em principio, qualquer valor, mas  para tornar mais compatível com a realidade  é conveniente usarmos valores de acordo com os limites do componente. A seguir na figura1,  o circuito  para levantar a curva característica de dois resistores (100
W e W)     e  a figura2 as curvas  correspondente.

Fig01: Circuito para obter a curva característica  do resistor                                   (Topo)

É importante notar que a fonte deve ser ajustável permitindo mudar o valor da tensão.

  A seguir na figura2 temos os dois gráficos que representam as duas curvas.

Fig02: Curvas características dos resistores de 100W e 200 (Topo)

Obs: Essas curvas foram obtidas usando o MicroCap6

Tabela de valores de tensão e corrente para dois valores de resistência. 

Tensão

Resistência (R)  

100W

200W

U(V)

I(mA)

I(mA)

0

0

0

2

20

10

4

40

20

6

60

30

8

80

40

10

100

50

    Como podemos verificar, para cada valor de corrente temos um correspondente valor de tensão. A relação entre tensão e corrente é linear, isto é, se a  tensão dobrar de valor a corrente também dobrará.

A seguir na figura3 um exemplo de bipolo  não linear (diodo) e a sua curva na figura4.

   Fig03: Circuito para obter a curva característica  do diodo                                (Topo)

    Como a analise do componente chamado diodo não faz parte deste curso, nos restringiremos a fornece a curva e o símbolo.  

Fig04: Curva característica  do diodo - Bipolo Não linear       (Topo)                                                                               

Obs: Essas curvas foram obtidas usando o MicroCap6

2.Exercícios Resolvidos


2.
1) É dado a curva característica de um  resistores. Pede-se determinar o valor da sua resistência.


R:  Como o bipolo é linear, basta um ponto do gráfico para determinarmos a sua resistência.

Para U=6V a corrente resultante é 1,5mA (cada divisão vale 0,3mA) , portanto o valor da resistência será  
R1 = 6V/2,5mA =4K
W

2.2) Idem 1.   (Topo)                                                                                                                                        

R: Exatamente como no  exercício anterior,  tendo um ponto teremos o valor  da resistência, no caso para U=20V  I = 2mA   portanto o valor da resistência será: R2 = 20V / 2mA  =10MW

3. Experiência05 - Curva Característica de um Bipolo

3.1.  Abra o arquivo ExpCC05(Clique aqui para obter o arquivo ou de dentro do MultiSIM abra o arquivo na pasta ArquivosMSIM) e identifique o circuito da figura5. Para cada valor de tensão da tabela meça a corrente no   resistor. Para obter uma tensão negativa coloque a chave R para cima (pressione a letra R do teclado para mudar de posição).

Fig05: Circuito para levantar a  curva UxI de um resistor                                          (Topo)

Tabela I

U(V)

   -4    

   -2    

   0     

   2     

    4     

I(mA)

 

 

 

 

 

3.2. Com os dados da tabela I levante o gráfico de UxI (U na vertical e I na horizontal) em papel milimetrado .

3.3.  Abra o arquivo ExpCC05 (Clique aqui para obter o arquivo ou de dentro do MultiSIM abra o arquivo na pasta ArquivosMSIM) e identifique o circuito da figura6. Para cada valor de tensão da tabela meça a corrente no   resistor. Para obter uma tensão negativa coloque a chave R para cima (pressione a letra R do teclado para mudar de posição).

               Fig06: Circuito para levantar a  curva IxU de um diodo

Tabela II

U(V)

  100m  

  500m  

 600m 

  650m  

  700m  

  720m  

 740m  

  765m  

  800m  

  820m  

-10V

I(mA)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4.  Com os dados da tabela II  levante o gráfico de IxU (I na vertical e U  na horizontal) em papel milimetrado.

3.5. Conclusões:

5. Exercícios Propostos

5.1) Dada a curva  de um resistor, podemos afirmar que a sua resistência vale:

a) 50 Ohms   b) 500 Ohms     c) 20 Ohms      d) 200 Ohms    e) 100 Ohms                                                   (Topo)

5.2) Dada a curva  de um diodo, assinale  qual o valor da corrente para cada tensão dada na tabela.

     Tensão no diodo(V)

 Corrente no Diodo (A)

0.4

0.4

0.2

0

0.8

0.2

0.4

0.6

0.85

0.2

0.4

0.6

Qualquer dúvida consulte o capítulo 3.4.1 do livro  Analise de Circuitos em Corrente Continua - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica                                                                            (Topo)

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