Implementação computacional de dispositivos elétricos seletivos em baixa frequência: utilizando a linguagem C/C++, na simulação de filtros CL/LC em baixa frequência

Abstract

Desde o surgimento do “ábaco” há 2000 anos a.c. considerado por alguns historiadores como sendo o primeiro computador, o homem utiliza-o para obter respostas e armazena-las, e em 1946 os norte-americanos John Presper Eckert e John W. constroem o primeiro computador eletrônico, o ENIAC (Electrical Numerical Integrador and Calculator), com uma capacidade de resolver 5000 equações por segundo. O computador foi usado na segunda guerra mundial para resolver cálculos balísticos. Após a segunda guerra, os computadores passaram a ser usados pelos cientistas nos mais diversos problemas, obtendo respostas numéricas e/ou complexas. As respostas numéricas são obtidas para intervalos de tempo muito curto. Diversos problemas tecnológicos foram interpretados, tais como: fenômenos quânticos e relativísticos. O método mais comum de utilizarmos os computadores como instrumento de pesquisa é introduzindo uma linguagem computacional que crie uma interface de interação entre a máquina e o fenômeno de interesse. Nesse trabalho utilizamos a linguagem C/C++, para a implementação de filtros elétricos, em baixa frequência, descrito no capítulo 10 do livro de Física Básica 3, do autor H. Moysés Nunssenzveig. O livro não traz o comportamento gráfico desses filtros elétricos. Assim, criamos um código computacional capaz de gerar o comportamento do espectro de frequência , dos filtros elétricos sugeridos pelo Moysés. A partir desse código computacional, geramos um banco de dados que permite construir gráficos do espectro de frequência. Com esses gráficos, a visualização dos fenômenos físicos para esses filtros elétricos ficaram visivelmente explicados. Os filtros elétricos investigados são circuitos do tipo: CL/LC (capacitor e indutor; indutor e capacitor), e estão em perfeito acordo as teorias apresentadas no livro, tornando assim o código implementado cabível e verídico para uso educacional. Consideramos este trabalho uma importante ferramenta para a compreensão de filtros elétricos, bem como, para futuros estudos nessa temática de ensino.