CIRCUITOS ELÉTRICOS :
Elementos lineares e não lineares
Autores : Bernardo Moreira | Bruno Gonçalves | Diogo Duarte | Gonçalo Pinho | Pedro Monteiro
RESUMO
• O objetivo deste trabalho é compreender o comportamento de elementos lineares e de elementos não lineares, aplicando uma tensão proveniente de uma fonte de alimentação variável a um circuito.
CIRCUITOS ELÉTRICOS
• Pode-se definir um circuito elétrico como o percurso completo por onde os eletrões ou portadores de carga entram, a partir de um terminal de uma fonte de tensão, passando através de condutores e de componentes, até chegar ao terminal oposto da mesma fonte.
É constituído por uma ou mais fontes de energia, fios condutores e elementos lineares ou não lineares
.
ELEMENTOS LINEARES
• Os elementos lineares de um circuito correspondem a elementos que quando sujeitos a uma queda de tensão num circuito elétrico, apresentam valores de intensidade corrente que podem ser definidos por equações lineares.
RESULTADOS ELEMENTOS LINEARES (MONTAGEM EM SERIE)
Verifica-se que cada uma das retas apresenta um declive correspondente ao valor da respetiva resistência.
Verifica-se ainda que a reta com maior declive representa a variação da tensão total aplicada ao circuito em função da corrente, sendo o declive desta, a resistência equivalente do circuito.
ELEMENTOS LINEARES
(MONTAGEM EM PARALELO)
Analisando os declives obtidos nas retas correspondentes às medições da tensão em cada resistência verifica-se que este valor é o inverso da resistência.
A reta com maior declive corresponde ao valor inverso da resistência equivalente para o circuito em paralelo.
ELEMENTOS NÃO LINEARES
• Num circuito elétrico, um elemento não linear é um componente elétrico que não têm uma relação linear entre a corrente e a tensão.
ELEMENTOS NÃO LINEARES ( LED BRANCO)
Analisando o gráfico, percebe-se que existe uma zona onde ocorre um crescimento abrupto da intensidade de corrente, traduzindo-se num crescimento não linear da função, situação que é melhor retratada, utilizando uma aproximação polinomial de 4º grau.
EXPANSÃO DA ZONA LINEAR DO GRÁFICO
• Esta reta interseta o eixo das abcissas em 𝑥 = 2,615
• Valor próximo com o obtido durante a atividade (2,6V)
• Corresponde ao valor previsto pelo fabricante
y = 0,0543x - 0,142 R² = 0,9751
-0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
2,55 2,6 2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95 3
Zona linear
ELEMENTOS NÃO LINEARES ( LED VERDE )
Neste gráfico, também se percebe que existe uma zona de crescimento brusco da intensidade de corrente. A função que melhor que retrata a cuva do crescimento não linear da função, é de uma aproximação polinomial de 4º grau.
LUXÍMETRO
Por fim, realizou-se uma medição da intensidade luminosa em função do ângulo de incidência. Para isso, utilizou-se um smartphone que com uma aplicação instalada capaz de medir luminosidade do LED vermelho em função do angulo de incidência.
CONCLUSÕES : ELEMENTOS LINEARES
• Os circuitos lineares podem ser representados por uma função linear de 1º grau (reta) conforme observado nos gráficos apresentados e definem a chamada curva de característica do elemento.
CONCLUSÕES : ELEMENTOS NÃO LINEARES
• No caso dos circuitos não lineares, a razão entre a tensão aos seus terminais e a corrente que o percorre não é constante, depende do seu ponto de funcionamento. Esse ponto de funcionamento, funciona com uma resistência dinâmica, que diminui drasticamente apos se ultrapassar o valor limiar da tensão limite, característica do LED. Sendo que nesse limiar a corrente que o atravessa aumenta e coincide com a emissão de luz pelo LED. Verificamos que as tensões limiares ou diretas obtidas experimentalmente coincidem com as folhas de características do LED utilizado.
CONCLUSÃO : LUXIMETRO
Através da análise dos dados medidos, conclui- se que se obtém o valor máximo de intensidade luminosa quando a luz incide diretamente sobre o recetor, o que corresponde a um ângulo de incidência 90º. Verifica-se que, á medida que se diminui o angulo de incidência, quer para o lado esquerdo, quer para o lado direito, uma diminuição da intensidade luminosa do LED.
