Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329913.pdf: 22484058 bytes, checksum: f7331ac6b417ae4debd42b072651c5c1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Abstract: This thesis describes the analysis and design of oscillators and charge pumps that can operate with very low supply voltages. The focus is on operation of the MOS transistor in the triode region owing to the limited voltage options available. Special attention has been given to the properties of the zero-VT transistor due to its high drive capability at low voltage. In order to investigate the minimum supply voltage for MOSFET oscillators, three topologies were studied. Two of them, namely the enhanced swing ring and the enhanced swing Colpitts oscillators, can operate with supply voltages below the thermal voltage, kT =q. Simplified theoretical expressions for the minimum supply voltage, oscillation frequency and minimum transistor gain of the oscillators were derived. Measurement results obtained using prototypes built with zero-VT transistors verified the operation of the oscillators for a supply voltage as low as 30 mV and 3.5 mV with high swing amplitude for arrangements built with integrated and off-theshelfinductors, respectively. The application of the ultra-low-voltage oscillators to energy harvesting circuits was addressed in this work. In order to convert the ac signal of the oscillator into a dc signal, the popular Dickson charge pump converter was employed. Expressions for the output voltage, input resistance and power converter efficiency of the Dickson charge pump operating at ultra-low voltages were derived. Experimental results obtained with prototypes built with the enhanced swing ring oscillator and the Dickson charge pump confirmed the feasibility of obtaining a dc output equal to 1 V at current consumptions of 100 nA and 1 µA from input voltages of 10 mV and 23 mV, respectively.<br> / O presente trabalho apresenta a análise, projeto e experimentação de osciladores e conversores dc-dc elevadores operando a muito baixas tensões de alimentação. Devido aos baixos valores de tensão de alimentação de interesse deste trabalho, especial atenção foi dada à operação do transistor MOS na região triodo e às propriedades do transistor zero-VT, graças a sua alta capacidade de corrente para baixas tensões. Com o objetivo de investigar a mínima tensão de alimentação de osciladores a MOSFET, três topologias foram estudadas. Duas delas, chamadas de oscilador em anel com elevada excursão desinal e oscilador Colpitts com elevada excursão de sinal, podem trabalhar com tensões de alimentação inferiores à tensão térmica, kT /q. Expressões simplificadas para a mínima tensão de alimentação, frequência de oscilação e mínimo ganho do transistor foram derivadas para cada topologia. Resultados experimentais obtidos com protótipos implementados com transistores zero-VT comprovam a operação dos osciladores com tensões tão baixas quanto 30 mV e 3,5 mV em circuitos construídos com indutores integrados e discretos, respectivamente. A aplicação dos osciladores a circuitos de captação de energia (energy harvesting circuits) a partir de fontes de alimentação de ultra-baixa-tensão foi estudada neste trabalho. Com o propósito de converter tensões ac geradas pelos osciladores em sinais dc, o clássico conversor Dickson foi utilizado. Expressões para a tensão de saída, resistência de entrada e eficiência de conversão de potência do conversor Dickson operando a ultra-baixas-tensões foram derivadas. Resultados experimentais obtidos com protótipos construídos com o oscilador em anel com elevada excursão de sinal e com o conversor Dickson, provaram a possibilidade de se obter uma tensão dc na saída de 1 V para correntes de carga de 100 nA e 1 µA a partir de tensões de entrada de 10 mV e 23 mV, respectivamente.

BASTOS, A. M. Estudo de acopladores de fibra óptica tradicional e de cristal fotônico e aplicações: geração de portas lógicas e sensor de corrente elétrica. 2015. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-10-19T14:05:25Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_ambastos.pdf: 6661580 bytes, checksum: 13c053ed967320aff553a7deee08be42 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-10-27T11:57:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_ambastos.pdf: 6661580 bytes, checksum: 13c053ed967320aff553a7deee08be42 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-27T11:57:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_ambastos.pdf: 6661580 bytes, checksum: 13c053ed967320aff553a7deee08be42 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / In this work, a numerical analysis to obtain gates in coupler symmetrical nonlinear (NLDC) in photonic crystal fibers (PCF), which in cross section is formed with periodic array of air holes, operating in light pulse ultrashort as solitons, lasting 100fs (fentosegundos). The pulses in pulse amplitude modulation formats were investigated (WFP), with amplitude shift keying (ASK), in order to obtain logic gates in the triple NLDC PCF-planar symmetrical. In this paper we use double couplers fiber optic in setting up a Mach-Zenhder Interferometer to build a current sensor, its functionality is applied to investigate the quality alternating current, whether in the generation, transmission or distribution of electricity. Since the interferometer of Mach-Zenhder uses a mechanical agent, agent will use the same for constructing the current sensor constituted of a piezoelectric. In making the comparison of the two sensors, we can allocate its usability in different consumers / Apresentamos neste trabalho, uma analise numérica para obtenção de portas lógicas em acoplador não-linear simétrico (NLDC) em fibras de cristal fotônico (PCF), que em sua secção transversal é formada com matriz periódica de buracos de ar, operando em pulso de luz ultracurtos na forma de sólitons, com duração de 100fs (fentosegundos). Foram investigados formatos dos pulsos em modulação por amplitude de pulso (PAM), com chaveamento de mudança de amplitude (ASK), com objetivo de obter portas lógicas no NLDC-PCF triplo planar simétrico. Neste trabalho usamos acopladores duplos de fibra óptica na constituição de um Interferômetro Mach-Zenhder para construir um sensor de corrente, sua funcionalidade é aplicada para investigar a qualidade da corrente alternada, quer seja na geração, transmissão ou distribuição de energia elétrica. Como o interferômetro de Mach-Zenhder usa um agente mecânico, usaremos o mesmo agente para construir o sensor de corrente constituído de um Piezelétrico. Ao fazer o comparativo dos dois sensores, podemos destinar sua usabilidade em diferenciados consumidores

REIS, F. E. U. Conversor CC/CC com dois estágios para aplicação em sistemas fotovoltaicos autônomos de energia. 2012. 153 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-04T18:40:54Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_feureis.pdf: 4832651 bytes, checksum: 08b7a75e86a87409d1e5d5824addfbe1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-10T14:33:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_feureis.pdf: 4832651 bytes, checksum: 08b7a75e86a87409d1e5d5824addfbe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T14:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_feureis.pdf: 4832651 bytes, checksum: 08b7a75e86a87409d1e5d5824addfbe1 (MD5) Previous issue date: 2012-02 / This work presents a study of a DC/DC converter with two stages for implementation of a stand-alone photovoltaic power system. The converter under study consists of two DC/DC converters, in which between them is inserted a battery bank to give continuity to the energy supply in periods when there isn’t solar radiation. All converters used for the composition of the system are of type boost based on the three-state switching cell (TSSC). The first converter has function of to send energy from photovoltaic panels to a battery bank of 48 V formed by four batteries of 12V connected in series, and its function is to allow the photovoltaic panels operation at the maximum power point (MPP). The second stage consists of a converter of high voltage gain, whose role is to raise the 48 V battery bank voltage to 400V DC output bus voltage. To ensure the regulation of voltage at 400 V DC, was implemented the control LQR (Linear Quadratic Regulator). To design the controller LQR, a simplified methodology to obtain a model of the high-gain voltage converter is used. For each stage is presented its theoretical study, analysis and the components were designed and specified. To verify the theoretical analysis, was developed a prototype for each stage and the experimental results are presented in this work. / O presente trabalho apresenta o estudo de um conversor CC/CC com dois estágios para aplicação no desenvolvimento de sistemas autônomos de energia elétrica. O conversor sob estudo consiste basicamente da associação de dois conversores CC/CC, em que entre eles é inserido um banco de baterias para dar continuidade ao fornecimento de energia em períodos em que não há radiação solar. Todos os conversores utilizados para a composição do sistema são do tipo boost utilizando a célula de comutação de três estados (CCTE). O primeiro conversor tem a função enviar energia desde os painéis fotovoltaicos a um banco de baterias de 48 V e permitir a operação dos painéis fotovoltaicos no ponto de máxima potência (MPP- Maximum Power Point). O segundo estágio é constituído por um conversor de alto ganho de tensão, cujo papel é elevar a tensão do banco de baterias de 48 V para uma tensão de 400 Vcc, formando assim o barramento de saída do sistema em tensão contínua. Para garantir a regulação da tensão em 400 Vcc, foi implementada a técnica de controle LQR (Linear Quadratic Regulator). Para o projeto do controle LQR é utilizado uma metodologia simplificada para a obtenção de um modelo reduzido do conversor de alto ganho de tensão. Para cada estágio é apresentado seu estudo teórico, análise de perdas e dimensionamento dos componentes para o atendimento das especificações de projeto. Para verificar a análise teórica foi montado um protótipo para cada estágio e os resultados experimentais são apresentados neste trabalho.

OLIVEIRA, G. L. G. Avaliação de tensões residuais de soldagem em chapas planas do aço estrutural ASTM A516 G70. 2009. 123 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T17:20:13Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_glgoliveira.pdf: 24809108 bytes, checksum: 2166d82c6a23f05c49867432431a26d6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T17:40:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_glgoliveira.pdf: 24809108 bytes, checksum: 2166d82c6a23f05c49867432431a26d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T17:40:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_glgoliveira.pdf: 24809108 bytes, checksum: 2166d82c6a23f05c49867432431a26d6 (MD5) Previous issue date: 2009-01-15 / The main aim of this work was to evaluate the employed welding procedure effect on the level and profile of the final residual stresses on a multipass joint, with emphasis in the welding energy, chamfer and used welding technique. It was also evaluated the effect of the welding current and speed on these stresses, as well as it was correlated the results with microstructure and microhardness. The residual stress measurement was accomplished through X-ray diffraction, using a minidiffractometer for measurement in field. Metallographic analysis was accomplished in the transverse section of the welded joint, using optic microscopy and scanning electron microscopy. It were determined the microhardness profiles in the traverse section of the welded joint. The results showed that the multipass welding residual stresses on the surface of the analyzed samples are compressive in the weld metal and tensile in the HAZ. In the weld root, the welding residual stresses are tensile as in the weld metal as in the HAZ. The welding energy showed a non-linear relationship with the founded residual stresses and it was observed that the most influential parameter was the welding speed, what can be a trouble, since this parameter is the less controlled in manual weldings. The semi-v chamfered samples were the ones that present the fewer levels of residual stresses, due to the stress relief created by plastic deformations during the welding, what do not occur in the X chamfered samples. The double layer technique showed that it can be used in the welding of ASTM A516 Gr70 steel, because, besides promote a refinement and a drawing back of the CG-HAZ, it increased compressive residual stress in the whole surface of the analyzed samples. The founded microstructures and microhardness were similar for all samples and it has believed that the acicular ferrite founded in the weld metal was one of the the main causes for the compressive characteristics of the welding residual stresses in the joints / O objetivo principal desse trabalho foi avaliar o efeito do procedimento de soldagem empregado, com foco na energia de soldagem, no tipo de chanfro empregado e na técnica de soldagem utilizada, sobre o nível e a distribuição das tensões residuais resultantes em junta submetida à soldagem multipasse. Foi avaliado também o efeito da corrente e da velocidade de soldagem de forma isolada sobre estas tensões, bem como a correlação desses resultados com a microestrutura e dureza encontrada. As tensões residuais foram medidas utilizando a técnica de difração de raios-x, através de um minidifratômetro para medição em campo. As análises metalográficas foram realizadas na seção transversal da junta, através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Foram levantados os perfis de microdureza na seção transversal da junta. Os resultados mostraram que as tensões residuais originadas da soldagem multipasse na superfície das amostras analisadas são compressivas no metal de solda e trativas da ZAC. As tensões residuais encontradas na raiz das amostras analisadas se mostraram trativas tanto no metal de solda quanto na ZAC. A energia de soldagem apresentou uma relação não linear com as tensões residuais encontradas, sendo encontrado que o parâmetro que apresentou maior influência foi a velocidade de soldagem, o que representa um problema, pois geralmente tal parâmetro é o menos controlado nas soldagens manuais. As amostras chanfradas em meio-v foram as que apresentaram os menores níveis de tensões residuais, devido a alívios de tensão gerados por deformações plásticas geradas durante a soldagem, fato que não ocorre nas amostras chanfradas em X. A técnica da dupla camada mostrou-se uma ferramenta bastante útil à soldagem do aço ASTM A516 Gr70, pois além de promover o refinamento e revenimento da ZAC-GG das amostras soldadas, acrescentou tensões residuais compressivas ao longo de toda a superfície analisada das amostras. As microestruturas e durezas encontradas nas juntas foram bem similares para todas as amostras, sendo a ferrita acicular encontrada no metal de solda uma das prováveis causas da característica compressiva das tensões residuais encontradas

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Cuidados Intensivos e Paliativos, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345659.pdf: 422642 bytes, checksum: f4ed96a2473c8da159408387ca527638 (MD5) Previous issue date: 2016 / Objetivo: Analisar as produções científicas atuais sobre a adoção medidas como estratégia para prevenção de Infecção de Corrente Sanguínea Associada ao Cateter em Unidade de Terapia Intensiva adulto. Métodos: Foi realizada uma revisão da literatura com coleta de dados on line nas bases Pubmed, Science Direct e Scielo, publicada entre (2011-2016), utilizando as palavra-chave infecção da corrente sanguínea relacionadas ao cateter, bundle, infecção hospitalar, resultando, após aplicados os critérios de inclusão, um total de 6 artigos. Resultados: Dentre as intervenções mais freqüentemente utilizadas para a confecção dos bundles temos: higienização das mãos, uso barreira máxima de precaução para inserção de cateter, uso de gluconato de clorexidina para antissepsia da pele, revisão diária da necessidade de permanência e seleção do local de inserção do cateter: evitar acessar veia femoral. Em todos os artigos os resultados foram estatisticamente significantes quanto à redução de Infecção de Corrente Sanguínea Associada ao Cateter. Conclusão: A confecção de bundles para prevenção de Infecção de Corrente Sanguínea Associada ao Cateter deve fazer parte da rotina das Unidades de Terapia Intensiva, visto que além melhora a qualidade da assistência, refletindo-se em uma redução de mortalidade.<br> / Abstract : Objective: Review current scientific production on the adoption of measures as a strategy for prevention of bloodstream infection related to catheter in adult intensive care unit. Methods: A literature review with online data collection was performed in the Lilacs, Medline and Scielo bases, published in the last five years (2011-2016) using the keyword bloodstream infections related to catheter, bundle, hospital infection, resulting after applying inclusion criteria, a total of six articles. Results: Among the interventions most frequently used for the preparation of bundles are: hand hygiene, maximum barrier precaution in use for catheter insertion, use of chlorhexidine gluconate for skin antisepsis, daily review of the need to stay and check the insertion site catheter: prevent access femoral vein. In all items the results were statistically significant in reducing the bloodstream infection related to catheter. Conclusion: Bundles for prevention should be part of routine in adult intensive care unit, as well as providing better patient care also reflected in a reduction of mortality.

A proposta deste trabalho consiste na aplicação de dados de concentração de sedimentos em suspensão, na zona de arrebentação das ondas, para quantificar o transporte longitudinal que ocorre no Litoral Norte do Estado do Rio Grande do Sul – Brasil. Os dados de suspensão foram coletados a partir de uma estrutura construída perpendicularmente à linha de praia (Plataforma de Pesca de Tramandaí). As amostragens foram feitas, de modo a cobrir a zona de arrebentação, para diferentes distâncias do fundo. Verificou-se ao longo do trabalho, que o valor médio da concentração de sedimentos em suspensão (C) em quilogramas massa por metro linear de praia, apresentou como propriedade principal, uma forte proporcionalidade com a área da seção (S), ao longo do perfil, (C(kg;m) = 3,10-4 S2 + 0,1173 S). Utilizando esta particularidade, foi proposto um modelo utilizando as equações do perfil de equilíbrio de Dean (1977) para gerar o perfil de fundo. O limite deste foi obtido pela profundidade do ponto de arrebentação, determinada através da metodologia proposta por Herbich (2000). A área foi obtida por integração da equação de Dean, entre a linha de praia e o limite da zona de arrebentação. Através da propriedade citada acima, obteve-se a concentração total de sedimento entre a linha de praia e a arrebentação. O fluxo de sedimento foi obtido pelo produto da concentração total pela velocidade de corrente obtida pela aplicação da equação de Longuet-Higgins (1970). Os dados de ondas utilizados foram obtidos a partir de previsões fornecidas pela NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration), para o ano de 2009. Observou-se ainda, que a direção do transporte resultante foi de SW para NW, em acordo com observações geológicas. O valor encontrado foi 314.799,10 m3/ano. / The purpose of this work is the application of data of suspended sediment concentration in the breaking zone waves, to quantify the longitudinal transport that occurs on the northern coast of Rio Grande do Sul - Brazil. The data of suspended sediment were collected from a structure built perpendicular to the beach line (Fishing Platform Tramandaí). The samples were taken so as to cover the breaking zone for different distances from the bottom. It was found during the study, the mean value of the suspended sediment concentration (C) in kg weight per linear meter of sand, presented as a main property, a strong proportionality to the sectional area (S) along the profile (C (kg/m) = 3.10-4 S2 + 0,1173S). Utilizing this characteristic, we propose a model using Dean’s (1977) equations of equilibrium profile, to generate the bottom profile. The limit of this was obtained by the depth of the point of breaking, determined using the methodology proposed by Herbich (2000). The area was obtained by integrating the equation Dean between the beach line and the limit of the breaking zone. Through the property mentioned above, there was obtained a total concentration of sediment between the beach line and breaking zone. The flux of sediment was obtained by the product of total concentration and the velocity of flux obtained by applying the equation Longuets-Higgins (1970). The wave data used were obtained from forecasts provided by NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration) for the year 2009. It was also observed that the direction of transport resulting from SW to NW, in agreement with geological observations. The value found was 314799,10 m3/year.

O objetivo deste trabalho foi investigar as dificuldades encontradas pelos alunos na aprendizagem de circuitos elétricos em regime de corrente alternada (CA). Especificamente investigamos: i) dificuldades de aprendizagem em relação aos conceitos de reatância e impedância presentes em circuitos RLC de CA; ii) a contribuição da visualização da diferença de fase entre a tensão no capacitor/indutor e a tensão da fonte de CA na compreensão dos processos físicos envolvidos nesses elementos do circuitos e iii) a contribuição da análise da tensão nos elementos presentes em circuitos elétricos (resistivos, RC, RL e RLC) em tempo real através da placa Arduino para o entendimento do comportamento desses em regime de corrente contínua e alternada. Para tanto foi desenvolvido, amparado na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, um material didático constituído por: i) um aparato experimental que, por meio de uma placa Arduino conectada a um computador, fornece gráficos em tempo real do comportamento da tensão em função do tempo nos diferentes tipos de circuitos trabalhados; ii) questionários online, para a determinação do conhecimento prévio dos alunos, cujas respostas serviram para o professor orientar a sua exposição em aula, à semelhança do que ocorre na estratégia de “Ensino sob Medida” (EsM) e iii) e guias de atividades para que os alunos, trabalhando em aula em pequenos grupos com a metodologia “Predizer, Interagir e Explicar” (P.I.E.), explorassem os circuitos elétricos que construíam com a placa Arduino. O equipamento experimental foi utilizado pelo professor em pequenas demonstrações e, especialmente, pelos alunos em todas as atividades realizadas em pequenos grupos, na etapa Interagir do P.I.E. Foram realizados dois estudos: o primeiro, do tipo piloto e duração de 9h, com alunos do curso de licenciatura em Física da UNIPAMPA teve o objetivo de testar e melhor material didático desenvolvido; já o segundo, um estudo de caso exploratório com alunos da Física (Bacharelado e Licenciatura) da UFRGS matriculados na disciplina de Eletrônica básica, com duração de 6 horas, teve o objetivo de responder às questões propostas na pesquisa. Em ambos os estudos todos os alunos já haviam cursado a disciplina de Física III, Eletromagnetismo, tendo os conhecimentos básicos necessários para a aprendizagem dos conceitos de impedância e reatância. Os resultados da nossa análise qualitativa mostram que os estudantes eram capazes de argumentar sobre a diferença de fase entre a tensão nos elementos constituintes do circuito RLC de CA, inclusive dois meses após o término das atividades. De modo geral, para os aprendizes o capacitor/indutor não é um agente capaz de restringir a corrente elétrica em um circuito de CA, assim como ignoram a contribuição do resistor para a impedância. Os resultados apontam que a visualização da diferença de fase entre a tensão no capacitor/indutor seja um agente facilitador da aprendizagem dos processos físicos envolvidos nesses elementos, bem como auxiliam no entendimento e argumentação sobre a fase existente entre os componentes do circuito RLC de CA. A principal contribuição da análise através da placa Arduino foi seu rápido feedback e fácil manuseio, que aliado à metodologia adotada auxiliaram no entendimento das questões propostas aos alunos. Entretanto, salientamos que os resultados são preliminares e que mais esforços deverão ser envidados para subsidiar as conclusões da presente pesquisa. / The purpose of this study is to investigate the difficulties related to the learning of basic concepts of alternating current circuits. In particular, we investigated: i) learning difficulties associated with the concepts of reactance and impedance in RLC circuits (AC); ii) the contribution of real-time graphical visualization of phase’s difference between the voltage on the capacitor/inductor and on the AC source to understand the physical processes involved in the electric elements the circuits and iii) the contribution of a real-time voltage analysis using an Arduino board to compare the behavior of electrical elements in a circuit whether with direct or alternating current source. To answer our research questions a didactical material was developed based on Ausubel's Meaningful Learning Theory and it consists of: i) an experimental setup (Arduino board connected to a computer); ii) online questionnaires to detect the student’s misconceptions and iii) student’s activity guides using the "Predict, Interact and Explain" methodology to explore electrical circuits mounted on a protoboard. The experimental equipment was used by the teacher in short demonstrations, and by the students while developing experimental activities in small groups. A pilot study was conducted with undergraduate Physics students to test and improve the developed instructional material. This study was conducted at the Federal University of Pampa (UNIPAMPA-Brazil) and lasted 9 hours. Then an exploratory case study to answer the research questions was conducted with undergraduate physics majors at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS-Brazil) enrolled in a basic electronics course. This study lasted 6 hours. In both studies, all students had the basic knowledge needed for learning the concepts of impedance and reactance. The qualitative results show that students were able to argue on the phase difference between the voltages on the elements of the AC RLC circuit, even two months after the end of the activities. In general, the apprentices considered that the capacitor/inductor does not restrict the electric current in an AC circuit, as well as ignore the resistor's contribution to the impedance. The results suggest that the real-time graphical visualization of the voltage on the capacitor/inductor helps the students to understand the physical processes involved in these elements and, specifically, to understand the phase’s difference between the components of the AC RLC circuit. The main contribution of the Arduino board is related to its quick feedback and easy handling. This, combined with the didactical methodology we used, helped to foster students’ understanding. However, our results are preliminary and more efforts should be made to support the conclusions of this research.

A estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) é uma técnica de neuromodulação não-invasiva que permite um método seguro, indolor, de baixo custo e minimamente restritivo para a indução de neuroplasticidade, ou seja, modular a função cortical e influenciar os processos cognitivos. Consiste na aplicação de uma corrente elétrica fraca e constante por meio de dois eletrodos estrategicamente posicionados no couro cabeludo, a fim de proporcionar uma modulação dependente de polaridade (despolarização ou hiperpolarização). Essa técnica vem sendo amplamente investigada no contexto do comportamento alimentar, por seu papel na regulação do apetite e do consumo alimentar. Estudos apontam que a fissura por alimentos, ou o desejo incontrolável em consumir determinados alimentos (food craving), está intimamente associada ao ganho de peso, principalmente quando considerada a teoria de que alguns alimentos altamente palatáveis funcionem como substâncias de adição, como as drogas. Também sugerem que a modificação na atividade de circuitos cerebrais na região do córtex pré-frontal dorsolateral (CPFDL) poderia gerar benefícios terapêuticos no tratamento da obesidade, tendo em vista que esta região cerebral foi previamente associada à redução do food craving. Neste sentido, a ETCC sobre o CPFDL emerge como uma possível técnica coadjuvante ao tratamento do sobrepeso e da obesidade. Até o momento não existem estudos que tenham avaliado os efeitos da ETCC associados a um programa de emagrecimento em pessoas com excesso de peso. Portanto, essa dissertação teve por objetivos: 1) revisar os parâmetros técnicos da ETCC, seus mecanismos de ação e sua segurança; 2) integrar esse método no contexto da obesidade e do excesso de peso; e 3) analisar o efeito da ETCC associada a uma dieta hipocalórica sobre a perda de peso em indivíduos com sobrepeso ou obesidade. Em um ensaio clínico randomizado duplo-cego e controlado por placebo, 10 indivíduos completaram quatro semanas (20 sessões, cinco dias consecutivos por semana) de ETCC com dose fixa de 2 mA por 20 min, sobre o CPFDL direito, associada a uma dieta hipocalórica para perda de peso. Os participantes foram randomizados na razão de 1:1 e estratificados por sexo em ETCC ativo ou ETCC placebo. Ao final do estudo, o grupo ETCC ativo alcançou menor índice de massa corporal (IMC) do que o grupo ETCC placebo (p=0,002), sugerindo que a ETCC ativa repetitiva sobre o CPFDL direito pode ser uma promissora técnica não-invasiva para incrementar a redução de peso em indivíduos com sobrepeso ou obesidade e em tratamento com dieta hipocalórica. / Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive neuromodulation technique that allows a safe, painless, low cost and minimally restrictive method to induce neuroplasticity modulating cortical function and influence in cognitive processes. It consists of the application of a weak and constant electric current through two electrodes, strategically positioned in the scalp, in order to provide a polarity-dependent modulation (depolarization or hyperpolarization). This technique has been widely investigated in the context of eating behavioral, due to its role in regulating appetite and food consumption. Studies have shown that food craving is closely associated with weight gain, especially when considered the theory that some highly palatable foods function as addition substances, such as drugs. They also suggest that the modification in brain circuits activity at the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) could lead to therapeutic benefits in obesity treatment, considering that this brain region was previously associated whit reduced food craving. In this way, the tDCS on DLPFC emerges as a possible adjunct to the treatment of overweight and obesity. Despite the above, there are no studies to date evaluating the effects of tDCS associated with a weight loss program in overweight people. Therefore, this work had as objectives: 1) review the technical parameters of the tDCS, its mechanisms of action and safety; 2) integrate this method in the context of overweight and obesity; and 3) analyze the effect of tDCS associated with a hypocaloric diet on weight loss in overweight or obese individuals. In this double blind, placebo-controlled, randomized clinical trial, 10 individuals completed a four-week (20 sessions; five consecutive days/week) of fixed-dose tDCS (2mA, 20 min) delivered over the right DLPFC (rDLPFC) associated whit a weight loss treatment. Participants were randomly assigned (1:1) and stratified by sex to active tDCS or sham tDCS. At the end of the study, reduction in body mass index (BMI) was greater in the active than in the sham group (p=0.002), that repetitive active tDCS over rDLPFC may be a promising non-invasive technique that could be used to increase BMI reduction in overweight or obese individuals on a low-calorie diet.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:11:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337441.pdf: 2213867 bytes, checksum: 5f9d958b11e71e847d64f3cc6e2160db (MD5) Previous issue date: 2015 / O estágio de entrada da grande maioria dos equipamentos eletrônicos modernos consiste em um conversor CA-CC com baixo fator de potência e elevado conteúdo harmônico, o que é indesejável do ponto de vista da rede elétrica. Os conversores Boost com correção do fator de potência (CFP) são, atualmente, soluções consolidadas para atender as especificações de qualidade da rede elétrica. No entanto, o projeto de controladores para esses dispositivos é bastante complexo devido às não linearidades do modelo e também da lei de controle para garantir um fator de potência unitário. Neste contexto, a técnica do autocontrole da corrente se destaca dentre as demais estratégias de controle para conversores Boost com CFP pela sua simplicidade, por dispensar o sensoriamento da tensão de entrada e pelo baixo custo. Nesta dissertação, abordam-se os problemas de análise de estabilidade e desempenho, e síntese de controle para conversores Boost com CFP autocontrolado pela corrente utilizando uma formulação matemática baseada em desigualdades matriciais lineares (LMIs). Com este objetivo, utiliza-se a técnica do modelo médio para o conversor em malha aberta além de uma representação algébrico-diferencial do sistema em malha fechada para manipular mais facilmente a não linearidade inerente à lei de controle. Para o sistema em malha fechada, realiza-se uma análise de estabilidade local considerando uma incerteza na carga e obtendo estimativas da região de atração. Esta metodologia de análise é estendida para a síntese de controle (sintonia dos parâmetros do controlador) considerando incertezas na carga (variante no tempo) e uma perturbação na tensão de entrada levando em consideração robustez e critérios de desempenho baseados no ganho e na taxa de decaimento exponencial.<br> / Abstract : The input stage of most modern electronic equipments consists of an AC-DC converter with low power factor and high harmonic contents, which is undesirable from the point of view of the grid power line. The Boost converters with power factor correction (PFC-Boost) are currently consolidated solutions to comply with the quality specifications of the power grid. However, the control design for PFC-Boost converters is very complex because of the nonlinearities of the model and of the control law (needed to ensure a unity power factor). In this context, the self-current control technique stands out among other control strategies because of its circuit simplicity, no input voltage sensing and low cost. In this master thesis, the stability and performance analysis, and control synthesis problems are addressed for current self-controlled PFC-Boost converters considering the linear matrix inequality (LMI) framework. To this end, the average modeling technique is applied to represent the open-loop dynamics while a differential-algebraic state-space representation is applied to deal with the nonlinear closed-loop dynamics. Moreover, a local stability analysis of the closed-loop system is assessed assuming load uncertainty while estimating the system domain of attraction. Then, the analysis results are extended for control design (i.e., controller tuning) considering a time-varying (and bounded) load and vanishing input voltage disturbances as well as performance specifications in terms of the system -gain and of an exponential decay rate.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:48:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312744.pdf: 4087724 bytes, checksum: 68ac07f9b20426b149823655314a999d (MD5) / Esta tese apresenta o desenvolvimento de um modelo analítico e muito simples do circuito retificador, considerando a lei corrente-tensão (exponencial) do diodo, tendo como mérito simplificar um problema relativamente complexo e não linear (retificador) com uma ótima precisão. O modelo mostra-se válido, mesmo para tensões abaixo da tensão térmica, tendo sido testado para um ampla variação de tensão e corrente. São apresentadas equações para a tensão DC de saída, ripple de tensão, transiente durante o startup e eficiência de conversão de potência. Para validação, o modelo é comparado à simulações realizadas em simulador SPICE e a resultados experimentais, mostrando uma ótima precisão. Comparando-se este modelo com outros citados nas referências bibliográficas, este possui a vantagem de ser analítico, mais simples e/ou mais preciso. O desenvolvimento deste modelo torna-se mais importante, à medida que cresce o interesse pela utilização de sensores remotos autoalimentados, e também pelo uso de dispositivos de identificação por rádiofrequência (RFID). O espaço de projeto do conversor AC/DC foi explorado por meio de equações simples e de uma metodologia de projeto desenvolvida para que, através de gráficos, o projetista possa de forma fácil, rápida e com boa precisão, determinar os principais elementos do conversor AC/DC e da rede de adaptação de impedâncias. Para alcançar potências menores na entrada do conversor AC/DC, a metodologia utiliza redes de adaptação de impedâncias para o casamento entre as impedâncias da antena (ou impedância da fonte geradora de sinal AC) e do conversor AC/DC. Além disso, esta metodologia pode ser utilizada para conversores AC/DC com diodos ou transistores conectados como diodos, mesmo que sua equação característica não seja a do diodo exponencial. Para a utilização do conversor AC/DC em circuitos integrados, são estudadas as possibilidades de uso do transistor MOS conectado como diodo operando na região de inversão fraca. Para obter suporte experimental, foram projetados multiplicadores de tensão, com rede de adaptação de impedâncias incorporada ao circuito integrado e também externa ao mesmo, com o objetivo de atingir a menor potência de entrada disponível. / This thesis presents a simple analytical model of the rectifier circuit assuming that the diode is characterized by the exponential current-voltage law. The model shown is valid even for voltages below the thermal voltage and it has been tested for a wide range of voltages and currents. Equations are provided for the DC output voltage, ripple voltage, transient during startup and power conversion efficiency. For validation, the model is compared to simulations carried out in SPICE and experimental results, showing a good accuracy. Comparing this model with others cited in the references, this one has the advantage of being analytical, simpler, and more accurate. The development of this model becomes more relevant with the growing use of self powered remote sensors, and radio frequency identification devices (RFID). The design space of the AC/DC converter was explored using a graphic methodology. To operate with reduced power at the input, the methodology uses an impedance adaptation network for the matching between the impedances of the antenna (or the source impedance of the AC signal) and that of the AC/DC converter. Furthermore, this methodology can be used for AC/DC converters with diodes or transistors connected as diodes, even if their characteristic equations are not exponential. To obtain experimental support, voltage multipliers have been designed with impedance adaptation network incorporated into the integrated circuit and also external to it, in order to achieve the lowest possible power at the input.