5.2 Explique as eventuais diferenças entre os valores calculados e os valores medidos dos fasores de tensões e da defasagem entre as tensões e a corrente nas impedâncias analisadas.
Passo 1
O exercício pede para a gente explicar por que, em um circuito AC analisado por fasores, os valores que calculamos teoricamente de tensões (módulo e ângulo) e defasagens entre tensão e corrente podem não bater exatamente com o que medimos num laboratório.
Conteúdo: análise de fasores, impedâncias complexas e medições em circuitos AC.
O que vamos precisar:
Conteúdo: análise de fasores, impedâncias complexas e medições em circuitos AC.
O que vamos precisar:
- Entender como se calcula teoricamente a impedância e o ângulo de fase:
Z = R + jX e φ = arctan(X/R). - Saber como se faz a medição prática (multímetro, osciloscópio, transformadores de corrente etc.).
- Conhecer as principais fontes de erro que aparecem numa bancada real.
Passo 2
Na teoria, a gente assume componentes ideais:
• Resistores com exatamente R Ω.
• Indutores e capacitores sem resistência interna ou capacitância parasita.
• Fonte senoidal perfeita sem ruído ou distorção.
Aí calculamos, por exemplo, a tensão no resistor como
• Resistores com exatamente R Ω.
• Indutores e capacitores sem resistência interna ou capacitância parasita.
• Fonte senoidal perfeita sem ruído ou distorção.
Aí calculamos, por exemplo, a tensão no resistor como
e a defasagem φ entre V e I usando
Tudo isso dá um valor “bonitinho” de módulo e ângulo.
Passo 3
Na prática, quando a gente mede:
• O resistor tem tolerância (±5%, ±1% etc.) e pode esquentar, mudando R.
• A bobina tem resistência interna e capacitâncias parasitas; o capacitor tem ESR (resistência equivalente em série).
• Instrumentos (multímetro, osciloscópio) têm precisão limitada e banda passante finita.
• Fios e conexões acrescentam indutância e resistência extras.
• A fonte AC pode ter distorções (harmônicos) e variações de amplitude.
• O resistor tem tolerância (±5%, ±1% etc.) e pode esquentar, mudando R.
• A bobina tem resistência interna e capacitâncias parasitas; o capacitor tem ESR (resistência equivalente em série).
• Instrumentos (multímetro, osciloscópio) têm precisão limitada e banda passante finita.
• Fios e conexões acrescentam indutância e resistência extras.
• A fonte AC pode ter distorções (harmônicos) e variações de amplitude.
Passo 4
Por causa disso tudo, surgem diferenças:
- Componentes reais ≠ valores nominais → Z real ≠ Z teórica.
- Erro de medidor e resolução finita → módulo e ângulo medidos têm incerteza.
- Ruído, distorção harmônica e acoplamentos parasitas → forma de onda não é pura senóide, alterando defasagem.
- Imperfeições de conexão e cabeamento → pequenas quedas de tensão e fases extras.
Resposta
As diferenças aparecem porque, no cálculo, tratamos tudo como ideal (componentes exatos, fonte pura, sem cabos ou instrumentos), enquanto na medição real temos tolerâncias, parasitas, ruído, limitações dos aparelhos e pequenas quedas em fios e conexões. Esses fatores juntos fazem os fasores de tensão e a defasagem entre tensão e corrente medidos ficarem um pouco diferentes dos valores teóricos.