Neste trabalho foi proposto e desenvolvido um sistema de controle de suspensão veicular semi-ativa utilizando um amortecedor magneto reológico (MR). Para simulações numéricas foram considerados: um modelo de um carro completo não linear, um sistema de controle Nebuloso para determinação da força do amortecedor e um sistema para determinar a corrente elétrica aplicada no amortecedor. Os resultados das simulações numéricas demonstraram que a estratégia de controle proposto melhorou a segurança do veiculo reduzindo os deslocamentos do eixo da roda em aproximadamente 7% e o tempo de exposição do chassi as vibrações causadas por distúrbios da estrada em aproximadamente 422,56%. Com a finalidade de implementar futuramente em um amortecedor MR a estratégia de controle proposta, foi desenvolvido um protótipo do controle real, através da utilização de um sistema microprocessado usando de microcontroladores Arduino Nano V3. Para representar o amortecedor utilizou - se uma bobina elétrica, que dispõe de características reais próximas do sistema de amortecimento final. Os resultados experimentais demonstram que o protótipo desenvolvido, reproduziu com fidelidade os resultados numéricos apresentados preliminarmente com uma faixa de erro reduzida. / In this work we proposed and developed a system of control vehicular suspension, semi active, using a magneto rheological damper (MR). For the numerical simulations were considered: a model non-linear an complete car, a fuzzy control system to determine strength of the damper and a system for determining the electrical current applied the damper. The results of numerical simulations demonstrated that proposed control strategy improves the safety by the vehicle reducing the shifts the axles the wheels in approximately 7% and the time of exposure of the chassis the vibrations caused by disturbances in the road in approximately 422.56%. In order of implement in the future a proposed control on a MR damper, a prototype of the real control was developed through the use microprocessor system using microcontrollers Arduino Nano V3. For represented the damper, was used - an electrical coil, which has real characteristics near the end cushioning system. The experimental results demonstrated that the prototype developed, faithfully reproduces the numerical results presented preliminarily with reduced error band.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000425194-Texto+Completo-0.pdf: 1227473 bytes, checksum: e026b7b0d356f3eca57bc7c37a38a404 (MD5) Previous issue date: 2010 / This work is an account of an investigation on how the implementation of a Learning Unit on electrical circuits and resistors associations can contribute to significant learning on this subject. The research, set up as a case study, was conducted in a public school in Porto Alegre, Brazil, and it involved thirty students studying physics in the third year of high school. The Learning Unit aimed at creating education through research, and was organized into multiple activities, with emphasis on computer simulations, using the Crocodile Physics Simulation Software, and on the construction of dynamic models showing replicas of daily situations containing electric circuit operations. Initial and final tests were used to collect data, and a semi-structured interview was done with nine participants after the end of the Learning Unit. The tests were analyzed under the descriptive quantitative approach. The interview and an open question for the final test were analyzed, under the qualitative approach, by the Discursive Textual Analysis. Circuit designs made by the students were also analyzed in the initial and final tests. The analysis of the data draws attention to the relevance of the strategies used for teaching students about the basic electrical circuits and the combination of resistors as well as the high contentment of students in taking part in the Learning Unit, especially regarding the use of computers and dynamic models. The research also showed evidence of a pertinent transition between the concrete and abstract thinking. / O presente trabalho apresenta o relato de uma investigação sobre o modo como a realização de uma Unidade de Aprendizagem sobre circuitos elétricos e as associações de resistores pode contribuir para a aprendizagem significativa sobre esse tema. A pesquisa, constituída como um estudo de caso, foi realizada com trinta alunos do terceiro ano do Ensino Médio na disciplina de Física de uma escola pública de Porto Alegre, RS. A Unidade de Aprendizagem realizada tinha por base o Educar pela Pesquisa e foi organizada com várias atividades, com destaque para a simulação computacional, por meio do Software Crocodile Physics, e para a construção de maquetes dinâmicas, as quais mostravam réplicas de situações cotidianas contendo circuitos elétricos em funcionamento. Para a coleta de dados foram utilizados dois testes, inicial e final, e uma entrevista semi-estruturada, realizada com nove sujeitos após o final da unidade. Os testes foram analisados, numa abordagem quantitativa descritiva. A entrevista e uma questão aberta do teste final foram analisadas, numa abordagem qualitativa, pela Análise Textual Discursiva. Também foram analisados desenhos de circuitos elaborados pelos alunos nos testes inicial e final. A análise dos dados permitiu inferir sobre a relevância das estratégias adotadas para a aprendizagem dos alunos sobre os circuitos elétricos básicos e a associação de resistores e para a elevada satisfação dos estudantes em participar da unidade, com destaque para o uso do computador e da construção de maquetes dinâmicas. A investigação evidenciou também forte transição entre o pensamento concreto e abstrato.

Este trabalho apresenta o estudo de um sistema genérico de medição que utiliza o princípio das correntes de Foucault, comumente conhecidas como correntes parasitas. O modelo do sistema é representado como um circuito elétrico equivalente composto por R1 e L1, respectivamente caracterizando a resistência e a indutância do circuito primário, as quais são conhecidas por uma bobina de excitação. Já no secundário, R2 e L2, estão representando a perda ôhmica e a indutância da amostra no qual as correntes parasitas são induzidas, além de outros dois componentes, M indutância mútua dos indutores acoplados e k, coeficiente relacionado ao acoplamento magnético entre os circuitos primário e secundário. A análise tradicionalmente utilizada para este tipo de medição é a avaliação da reflexão da impedância equivalente do circuito secundário representando a amostra no circuito primário. O trabalho analisa as equações de malha do circuito equivalente no domínio da frequência e identifica os parâmetros do modelo. A partir da identificação do sistema realizada com os ensaios experimentais, foi possível descobrir a constante de tempo indutiva τL do sistema. A partir dessa constante, observou-se a variação acentuada da mesma em relação a variação da impedância equivalente. Ainda é apresentada uma estimativa dos valores de R2 e L2 realizada por meio da unificação das informações obtidas com a identificação, aliada com as informações de campo magnético obtidas a partir de um sensor do tipo GMR e pela simulação em um software de elementos finitos COMSOL Multiphysics. / This work presents the study of a generic measurement system that uses the prin- ciple of eddy currents. The system model is represented as an equivalent electric circuit composed of R1 and L1 respectively characterizing the resistance and induc- tance of primary circuit, which are known by an excitation coil. In the secondary, R2 and L2 are representing the ohmic loss and the inductance of the sample in which the eddy currents are induced, in addition two other components, the mutual induc- tance of the coupled inductors and k, coefficient related to the magnetic coupling between the primary and secondary circuits. The analysis traditionally used for this type of measurement is the reflection evaluation of the equivalent impedance of the secondary circuit representing the sample in the primary circuit. The work analyzes the mesh equations of the equivalent circuit in the frequency domain and identifies the parameters of the model. From the identification of the system performed with the experimental tests, it was possible to discover the inductive time constant τL of the system. From this constant, it was observed the sharp variation of the same in relation to the variation of equivalent impedance. An estimate values, R2 and L2 performed by unification of the information obtained with the identification, to- gether with the magnetic field information obtained from a GMR type sensor and by simulation in a finite element software COMSOL Multiphysics.

Aulas experimentais são indispensáveis para o adequado aprendizado de conteúdos de Física. Nos últimos anos, surgiram diversos softwares de simulação de experimentos de Física. A partir da utilização de softwares, busca-se verificar se o aluno consegue visualizar em atividades virtuais as situações que são reais. A proposta é trabalhar com atividades que possibilitem mostrar que é possível aprender circuitos elétricos utilizando softwares de simulação. Todas as atividades desenvolvidas são parte do produto didático e estão organizadas em um CD-ROM. Como referencial teórico, adota-se a Teoria dos Campos Conceituais, de Gerard Vergnaud. Para esse autor, o sujeito se apropria do conhecimento, que pode ser pensado e organizado em campos conceituais, ao longo de muito tempo, por meio de experiência, maturidade e aprendizagem. O projeto foi aplicado a alunos da disciplina de Física e Eletricidade, no Curso de Sistemas de Internet, do Instituto Federal Sul-rio-grandense, campus Pelotas, RS. Foram escolhidos os softwares Modellus e PhET (Physics Education Technology), os dois considerados softwares gratuitos. Em um primeiro momento, foram trabalhados circuitos elétricos a partir desses softwares. Na sequência, as atividades foram repetidas em um painel construído especialmente para esse fim com o objetivo de analisar o desempenho dos alunos em circuitos reais. A partir dos dados colhidos durante o trabalho, foi possível obter evidências de que houve uma aprendizagem significativa sugerindo que, de fato, as situações (VERGNAUD, 1990) é que dão sentido aos conceitos. / Experimental classes are essential for the proper learning of physics content. In recent years emerged various software simulation experiments in physics. From the use of software try to verify if the student can view activities in virtual situations that are real. The proposal is to work with activities that enable show that it is possible to learn electric circuits using simulation software. All activities are part of the educational product and are organized on a CD-ROM. The theoretical approach we have adopted the Conceptual Fields Theory Gerard Vergnaud. For this author, the subject appropriates the knowledge, which can be thought of as organized in semantic fields over a long time, through experience, maturity and learning. The design was applied to students of Physics and Electronics, Travel in Internet Systems South of Rio Grande Federal Institute campus Pelotas, Brazil. Modellus the software and PhET (Physics Education Technology) were chosen, both considered free software. At first electrical circuits from these softwares were worked. Following the activities were repeated in a panel specially built for this purpose in order to analyze the performance of students in real circuits. From the data collected during the study it was possible to obtain evidence that there was a significant learning suggesting that, in fact, situations (VERGNAUD, 1990) is to give meaning to the concepts.

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonaldo_JaksonPaulo_M.pdf: 2972818 bytes, checksum: d23d65d56a50edebdb72fdfa13beb6b6 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esta dissertação aborda conversores eletrônicos de potência utilizados em processos de produção de ozônio por descarga eletrostática em alta freqüência, propondo técnicas para melhorar o desempenho do sistema, bem como aumentar a confiabilidade do mesmo. Uma das técnicas propostas é utilizada para evitar a saturação dos transformadores de alta tensão, por meio da introdução de um controle rápido de corrente. Um controle lento da tensão também é introduzido, visando eliminar níveis médios que possam existir nas tensões, evitando assim a atuação prolongada do controle de corrente. Com intuito de aumentar a potência do sistema e, conseqüentemente, a geração de ozônio, são realizados estudos baseados em uma topologia de conversores polifásicos. É proposta uma nova técnica de controle para equalizar as potências nas fases do conversor. Discrepâncias nas potências ocorrem devido às diferenças entre os valores dos parâmetros das células geradoras de ozônio e dos transformadores, levando a um desbalanceamento da carga polifásica conectada ao conversor. A técnica de equalização consiste basicamente em aplicar tensões desbalanceadas à carga para compensar o desequilíbrio. Para tanto, é necessário realizar a realimentação de tensões e correntes no primário dos transformadores. São apresentados estudos, simulações e resultados experimentais para validar as técnicas e topologia propostas. Os resultados obtidos a partir da implementação prática convergem para os resultados obtidos por simulação, indicando que os métodos estudados são viáveis para a aplicação / Abstract: This work discusses power electronic converters used in ozone generation by highfrequency electrostatic discharge, suggesting techniques to improve the system performance and increase its reliability. One of the techniques is used to avoid saturation of the high voltage transformer through the introduction of a fast current control. A slow voltage control is introduced too. This control eliminates average levels that may exist under the voltage, thus avoiding the actuation of the current control for long time. A poly-phase topology is studied in order to increase the power delivered to the load and, consequently, the generation of ozone. A new control technique is proposed to equalize the power among the phases of the converter. Discrepancies in power values, among converter phases, are due to the dispersion of the parameters of the ozone generating cells and transformers, leading to a load imbalance. The equalization technique consists basically on applying unbalanced voltages to the load, in order to compensate the load unbalance. Therefore, it is necessary to perform the feedback voltage and currents on the primary side of transformers. It is presented studies, as well as, simulations and experimental results to validate the topology and the proposed techniques. The results obtained from the implementation converge to the simulated ones, indicating that the studied methods are feasible for implementation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Euripedes Guilherme de Oliveira Nobrega / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T12:28:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_JulianoNunes_M.pdf: 1943364 bytes, checksum: 37bfdc87a8b3b47e435c8aadfe91806a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Hoje em dia, os microssistemas eletromecânicos (MEMS) constituem uma das áreas mais promissoras e de rápido crescimento entre as novas tecnologias. Uma área de destaque na utilização de MEMS é a microfluídica, onde diversos tipos de equipamentos miniaturizados são necessários. As microbombas têm um papel fundamental neste tipo de microdispositivos, devido a sua função de prover quantidades muito pequenas de fluidos de maneira segura e uniforme. O presente trabalho apresenta o processo de desenvolvimento de uma microbomba de diafragma oscilante sem válvulas e com atuação pneumática. Para se construir a microbomba sem válvulas, primeiramente foi feito um estudo sobre os elementos bocaljdifusor, que representam na microbomba o papel das válvulas. Com o objetivo de se analisar o comportamento da microbomba, foi feita uma simulação numérica utilizando-se a analogia por circuitos elétricos equivalentes, reconhecidamente um método simples e eficiente' de simulação de sistemas multidomínios, onde a grande maioria dos microdispositivos podem ser classificados. Por fim, foram projetados e montados protótipos da microbomba utilizahdo-se a tecnologia de microfabricação Litografia Profunda em polímeros flexográficos, onde se faz o uso de radiação ultravioleta. Tal opção se deve a que esta é uma tecnologia de baixo custo e de fácil utilização. Foi feito em seguida o levantamento de desempenho da microbomba, onde vários testes foram realizados para se conhecer a relação de pressão versus vazão / Abstract: Nowadays, Micro-Electromechanical systems (MEMS) constitute one of the most promising and fast expanding fields among the new technologies. Microfiuidic systems are a noteworthy sub-area of MEMS, demanding several types of microdevices to be developed. Micropumps have a fundamental role in thee systems, due to the need of supplying minimal amounts of fiuid in a guaranteed and uniform way. This work presents the process of development of. prototypes of aval veless micropump based upon reciprocating diaphragm and pneumatic actuation. To construct the valveless micropump, firstly it was made a study on the nozzlej diffuser elements, which represent in these micropumps the valve function. Aiming to analyse the behavior of the micropump, a numeric simulation was studied using electrical equivalent networks, known as a simple and eflicient method of simulation of multidomain systems, a classification most MEMS follow. Finally, it was designed and constructed prototypes of the micropumps using the Deep Lithography in fiexographics polymers micro-manufacture technology. This option is due to the low cost characteristic of this technology and also because it is very easy to learn how to produce the prototypes. ln the sequence, the nerformance of the micropump was studied through several experimental tests in order to know its pressure and fiow behavior / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacob de Melo Cruz.pdf: 515166 bytes, checksum: 2bda304fdbb90f8e9e02395f91554a0a (MD5) Previous issue date: 2010-08-19 / The active and reactive power services and transmission losses allocation methods had became an important issue after implantation of power systems new economic model and with open market access to agents (generators and loads) due the increase global power demand. The objective is to solve the problem of power services and transmission losses allocations and finding services beneficiaries as well transmission losses responsibilities to each market agents of a fair and equitable way. The results of the allocation problem are very important to economics evaluations of investments in futures generations and loads units installations. Several allocation methods has been proposed in the specialized technical literature, however due the non-linear characteristic of transmission losses and loads, there isn t an ideal method, and still remains the equity question. This work is intented to propose a method to simultaneously allocations performing active and reactive power service and transmission active and reactive losses. The method is based on circuit laws and superposition principle. The method suggest a modeling of sources and loads as equivalent admitances and taking into account the similarities, based on electric circuits, of power services and transmission losses allocations. The proposed method uses a load flow results and divide network into operation scenarios and generators and loads are modeling as equivalent admittances and the current injections are null and then the network is represented by branches and active and reactive power generated or consumed are determined and allocating among market agents. Finally, analysis, simulations and comparisons with some methods proposed in literature are performed, using four buses test system and IEEE 30 buses. / Os métodos de alocação de serviços de potência ativa e reativa e das perdas de transmissão ativa e reativa têm recebido cada vez mais atenção após a reestruturação do setor elétrico, que promoveu livre acesso a diversos agentes (geradores e cargas), e com a crescente demanda de energia pela economia global. O principal objetivo dos métodos de alocação é determinar a participação dos agentes de uma forma justa e equilibrada nos serviços de potência e nas perdas de transmissão. A alocação é muito importante na avaliação econômica de investimentos para as localizações de novas instalações de unidades de geração e consumo. Diversos métodos para resolução do problema de alocação têm sido propostos na literatura técnica especializada, contudo, devido à natureza não-linear das perdas, não existe um método aceito como ideal. Neste trabalho, é proposto um método de alocação simultânea dos serviços de potência ativa e reativa e das perdas de transmissão ativa e reativa, baseada nas leis de circuitos e no princípio da superposição. A motivação desta proposta está no fato que, do ponto de vista de circuitos elétricos, esses processos de alocação têm tratamento similar. A diferença surge posteriormente, no momento da interpretação dos resultados obtidos. O método se baseia no resultado do fluxo de carga e divide o problema em cenários de operação, modelando os geradores e cargas como admitâncias equivalentes um de cada vez. Em seguida, a rede é representada por ramos e as potências ativa e reativa geradas ou consumidas são determinadas e alocadas aos agentes. Finalmente, são realizadas simulações, análises e comparações com alguns métodos propostos usando um sistema teste de 4 barras e o sistema IEEE 30 barras.

Orientadores : Jose Pissolato Filho, Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T03:51:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prado_AfonsoJosedo_D.pdf: 3301034 bytes, checksum: 6bebc98c6390b0b744ee507f1ec31840 (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

Aulas experimentais são indispensáveis para o adequado aprendizado de conteúdos de Física. Nos últimos anos, surgiram diversos softwares de simulação de experimentos de Física. A partir da utilização de softwares, busca-se verificar se o aluno consegue visualizar em atividades virtuais as situações que são reais. A proposta é trabalhar com atividades que possibilitem mostrar que é possível aprender circuitos elétricos utilizando softwares de simulação. Todas as atividades desenvolvidas são parte do produto didático e estão organizadas em um CD-ROM. Como referencial teórico, adota-se a Teoria dos Campos Conceituais, de Gerard Vergnaud. Para esse autor, o sujeito se apropria do conhecimento, que pode ser pensado e organizado em campos conceituais, ao longo de muito tempo, por meio de experiência, maturidade e aprendizagem. O projeto foi aplicado a alunos da disciplina de Física e Eletricidade, no Curso de Sistemas de Internet, do Instituto Federal Sul-rio-grandense, campus Pelotas, RS. Foram escolhidos os softwares Modellus e PhET (Physics Education Technology), os dois considerados softwares gratuitos. Em um primeiro momento, foram trabalhados circuitos elétricos a partir desses softwares. Na sequência, as atividades foram repetidas em um painel construído especialmente para esse fim com o objetivo de analisar o desempenho dos alunos em circuitos reais. A partir dos dados colhidos durante o trabalho, foi possível obter evidências de que houve uma aprendizagem significativa sugerindo que, de fato, as situações (VERGNAUD, 1990) é que dão sentido aos conceitos. / Experimental classes are essential for the proper learning of physics content. In recent years emerged various software simulation experiments in physics. From the use of software try to verify if the student can view activities in virtual situations that are real. The proposal is to work with activities that enable show that it is possible to learn electric circuits using simulation software. All activities are part of the educational product and are organized on a CD-ROM. The theoretical approach we have adopted the Conceptual Fields Theory Gerard Vergnaud. For this author, the subject appropriates the knowledge, which can be thought of as organized in semantic fields over a long time, through experience, maturity and learning. The design was applied to students of Physics and Electronics, Travel in Internet Systems South of Rio Grande Federal Institute campus Pelotas, Brazil. Modellus the software and PhET (Physics Education Technology) were chosen, both considered free software. At first electrical circuits from these softwares were worked. Following the activities were repeated in a panel specially built for this purpose in order to analyze the performance of students in real circuits. From the data collected during the study it was possible to obtain evidence that there was a significant learning suggesting that, in fact, situations (VERGNAUD, 1990) is to give meaning to the concepts.

Orientadores : Jose Pissolato Filho, Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kurokawa_Sergio_D.pdf: 1272093 bytes, checksum: aa03df351ad2dc310184019293aa31f4 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado