relatório de eletricidade - divisor de tensão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS FACULDADE DE TECNOLOGIA ENGENHARIA DE MATERIAIS
DIVISOR DE TENSÃO
Manaus – AM
28 de setembro de 2021
Bianca Ribeiro Hagino Macena Matrícula: 21751920
DIVISOR DE TENSÃO
Relatório da aula prática 06 da disciplina Eletricidade do curso de Engenharia de Materiais, para obtenção de nota parcial.
Professora Ma. Cristiane Lucia de Freitas
Manaus – AM
21 de setembro de 2021
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	4
EXPERIMENTO 06: CIRCUITO SÉRIE-PARALELO	5
MATERIAIS UTILIZADOS	5
PROCEDIMENTOS REALIZADOS	5
RESULTADOS	10
QUESTÕES	11
CONSIDERAÇÕES FINAIS	13
INTRODUÇÃO
Neste experimento o assunto abordado será a análise de circuitos série- paralelo. Trata-se de uma versão mais robusta do que se tratássemos apenas um circuito em série ou seu similar, paralelo, separadamente. No caso do série- paralelo, os conceitos de ambos se unem. A lei de Ohm ainda continua sendo a equação-chave para a análise dos circuitos.
Além disso, serão abordadas de como se calculam através do multímetro a corrente de um circuito que se dá em série e a medição da tensão cujo instrumento tem que estar em paralelo com o resistor em estudo. O circuito montado foi simulado na plataforma Tinkercard.
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EXPERIMENTO 07: DIVISOR DE TENSÃO MATERIAIS UTILIZADOS
01 Plug em Ponte
01 Cabo com conector banana
01 Soquete de Lâmpada com plugue
01 Fio de Nicromo
01 Lâmpada Incandescente de 6V
01 Contato Fixo para chave faca
01 Contato móvel para chave faca
01 Guarra jacaré com Plugue 
01 Placa de circuito
01 Fonte de alimentação CC, 6V
PROCEDIMENTOS REALIZADOS
O primeiro passo foi acessar o site do Tinkercard e logo simular o experimento do circuito abaixo:
Ao todo, este trabalho se dividiu em duas partes: A primeira parte teve como objetivo simular um divisor de tensão em um circuito, com o fio de nicron em série com os conectores da fonte e a lâmpada interligada com a guarra. Por sua vez, a segunda parte almejava inferir a corrente em apenas um dos resistores no caso, o resistor R3 tanto na situação de uma chave fechada como para o caso de as duas chaves estarem ligadas. Por fim, mediu-se as tensões em cada um dos resistores nos dois casos, isto é, chave S1 fechada e S2 aberta e chaves S1 e S2 fechadas.
	
PARTE 1
Primeiramente montou-se o circuito para investigar o que aconteceria no circuito de acordo com cada passo, na figura 1 podemos observar que foi fechada a chave, porém a lãmpada não acendeu.
Figura 1. Circuito do experimento com a chave ligada
O segundo passo foi conectar a garra no conector B do fio nicromo onde a chave permaneceu ligada, porém, não houve mudanças em relação a iluminação da lâmpada, ou seja, ela permaneceu desligada. 
Figura 2. Circuito do experimento com a garra ligada no terminal B
	
A garra foi movimentada do terminal B ao terminal A com sua ponta encostando no fio de nicromo lentamente (figura 3a), conforme a guarra se aproxima do terminal A, notou-se que a lâmpada almentava progressivamente seu brilho até a chegada no terminal (Figura 3b), sua incidência é mais forte quando a guarra chegou no ponto A conforme a Figura 3c.
A)
B)
C)
Figura 3. a) A guarra sendo movimentada até o terminal A;
b) A guarra se aproximando do Terminal A; c) A guarra no terminal A
QUESTÕES
1) Qual componente elétrico o fio de Nicromo representa no circuito elétrico?
R= 
PARTE 2
Inserimos os componentes na placa de ensaio do Tinkercard a fim de simular o circuito do experimento.
Figura 1. Circuito série-paralelo do experimento
Mantemos as duas chaves abertas S1 e S2, logo após fechou-se a chave S1 e a chave S2 manteve-se aberta e mediu-se a corrente total Isa do circuito. A corrente elétrica medida foi de 81,6 mA. Como pode ser observado na figura abaixo:
Figura 2. Circuito com a chave S1 fechada e S2 aberta
Posteriormente, fechou-se também a chave S2 para a medição da corrente total Isb do circuito. Com as duas chaves fechadas, o valor da corrente elétrica para este circuito do experimento foi de 124 mA. Tal resultado pode ser comprovado a partir da figura 3.
Figura 3. Circuito com as chaves S1 e S2 fechadas
Observou-se uma notável diferença dos valores das correntes elétricas quando se fecha apenas uma chave assim como se fecha as duas chaves do circuito. Tal comportamento será mais abordado posteriormente nos resultados deste relatório.
PARTE 2
O intuito da parte 2 do experimento consistia em medir a corrente elétrica no resistor R3, especificamente.
Primeiramente conectou-se o multímetro no circuito a fim de medir a corrente elétrica no resistor R3. Como se sabe, para esse fim é necessário inserir o multímetro em série com o resistor em questão, isso pode ser observado na figura 4 onde apenas a chave S1 está fechada.
Figura 4. Circuito elétrico com chave S1 fechada e S2 aberta a fim de medir a corrente elétrica no resistor R3.
Na figura anterior é possível observar o valor de 0A para a corrente que passa no resistor R3, uma vez que a chave S2 encontra-se aberta e, portanto, não há passagem de corrente para o resistor R3.
Posteriormente, fechou-se a chave S2 para observar o comportamento da corrente no resistor R3 quando ambas as chaves do circuito estivessem fechadas. O resultado pode ser observado abaixo na figura 5.
Figura 5. Circuito elétrico com chaves S1 e S2 fechadas a fim de medir a corrente elétrica no resistor R3.
Na figura 5 a corrente elétrica no resistor R3 foi de 61,9 mA. Dessa forma pode-se notar uma considerável diferença ao instante que se fechou a chave S2.
PARTE 3
Na parte 3 do experimento iniciou-se colocando o multímetro com o intuito de medir as tensões dos resistores de 47 Ohms e 100 Ohms. No primeiro caso apenas a chave S1 fechada e no segundo caso ambas as chaves fechadas.
Figura 6. Tensão no resistor R1 com a chave S1 fechada
Após isso, foi medido as tensões nos resistores de 100 Ohms ainda apenas com a chave S1 fechada. O resultado pode ser observado na figura 7 abaixo:
Figura 7. As tensões dos resistores de 100 Ohms
O valor de 8,16V refere-se a R2, isto é, V2a e R3 neste caso dá V3a = 0V.
Posteriormente, a chave S2 também foi fechada. Dessa forma, foi medido as tensões correspondentes a cada resistor. Na figura abaixo, observa-se o comportamento da tensão no resistor R1 com ambas as chaves fechadas.
Figura 8. Tensão no resistor R1 com ambas as chaves fechadas
A tensão no resistor R1 aumentou se comparado ao caso anterior em que apenas a chave S1 encontrava-se fechada.
Posteriormente, foi medido as tensões nos resistores em paralelo de 100 Ohms. O resultado pode ser visto na Figura 9
Figura 9. Tensões dos resistores de 100 Ohms com ambas as chaves
fechadas
O valor de 6,19V corresponde a soma das tensões dos resistores. Logo a tensão de cada resistor de 100 Ohms é 3,095V.
RESULTADOS
	Parâmetros a
	Chave S2 aberta
	Corrente Isa
	81,6 mA
	Corrente no resistor R3
	0A
	Tensão no resistor R1 (V1a)
	3,84V
	Tensão no resistor R2 (V2a)
	4,08V
	Tensão no resistor R3 (V3a)
	4,08V
	Parâmetros b
	Chave S2 fechada
	Corrente Isb
	124 mA
	Corrente no resistor R3
	61,9 mA
	Tensão no resistor R1 (V1b)
	5,81V
	Tensão no resistor R2 (V2b)
	3,095V
	Tensão no resistor R3 (V3b)
	3,095V
QUESTÕES
1. Houve diferença nos valores medidos das correntes de alimentação do circuito nos dois casos, Isa e Isb? Se houve, explique o motivo de ter havido a diferença observada.
R = Sim, houve. No caso da Isa o valor foi de 81,6mA. Neste caso em específico apenas a chave S1 estava fechada. E tal malha estava em série. Isto é, apenas os resistores R1 e R2 ofereciam resistência à passagem de corrente elétrica. Se fizermos o cálculo, este valor coincide com o simulado, uma vez que i = V/ (R1 + R2), e assim i = 12 V/ 147Ω, que dá o valor de 0,0816 A ou 81,6 mA. Já o valor de Isb foi de 124 mA. Este resultado se dá porque a chave S2 agora também foi fechada, e possibilitou o surgimento de uma nova malha, onde dois resistores de 100 Ω estavamem paralelo. Dessa forma, a corrente Isa se dividiu em duas partes para ambos os resistores em paralelo. E por conta disso, houve o aumento do valor da corrente, pois houve a soma do valor de Isa mais o valor que esta percorreu nos dois resistores em paralelo. Se fizermos o cálculo dos resistores em paralelo, a resultante será de 50 Ω. E dessa maneira, torna-se um circuito em série de resistor de 47 Ω e outro resistor resultante de 50 Ω. Fazendo a lei de Ohm, i = V/R, temos que i = 12 / 97, o que gera o valor de 124 mA. Então, em suma, o valor da corrente Isb aumentou porque a resistência elétrica diminuiu, pois são inversamente proporcionais.
2. Houve diferença nos valores medidos da corrente do resistor R3 do circuito nos dois casos, Isa e Isb? Explique os valores obtidos conforme conceitos aprendidos em sala de aula.
R = Sim, houve também. Quando apenas a chave S1 estava fechada o valor da corrente no resistor R3 foi de 0A. Isto ocorreu porque não houve passagem de corrente elétrica para o resistor R3. A chave S2 estava aberta e quando isso ocorre é como se houvesse uma altíssima barreira contra a passagem de corrente elétrica. E, portanto, daí se explica o valor nulo de corrente no resistor R3 quando a chave S2 estava aberta. Porém a partir do momento que a chave S2 está fechada há a passagem de corrente elétrica e o valor total de 124 mA. Este valor total se divide igualmente nos dois resistores de 100 Ω, o que gera um valor aproximado de 61,9 mA. Daí a explicação deste valor, uma vez que o valor total de 124 mA é dividido por 2.
3. Nas duas situações com a chave S2 aberta e fechada, qual seria o valor da corrente I2, sobre o resistor R2? Justifique sua resposta sem fazer a medição.
R = Com a chave S2 aberta, o valor de I2 sobre o resistor R2 seria o mesmo de Isa, uma vez que nesta situação se caracterizaria um circuito
em série, e neste tipo a corrente é a mesma em qualquer ponto. Isto é, o valor seria de 81,6 mA. Agora quando a chave S2 for fechada, o circuito fica série-paralelo. O valor total da corrente é de 124 mA. E esta se dividirá para os dois resistores de 100 Ω, o que daria um valor de 61,9 mA tanto para o resistor R2 como para o resistor R3.
4. Os valores das tensões medidas, V1a, V2a (com a chave S2 aberta) são iguais? Em caso negativo justifique.
R = Não, são diferentes. O valor de V1a é de 3,84V e o de V2a é de 8,16V. Isto é explicado pela lei de Ohm. Neste caso, há um circuito em série, e a tensão de 12V se divide para cada resistor correspondente. Por exemplo, neste caso, o valor da corrente elétrica total é de 81,6mA. Fazendo V = R*i, temos V1a = 47*0,0816, logo V1a = 3,84V e o valor de V2a = 100*0,0816, o que dá 8,16V.
5. Compare os valores das tensões sobre os resistores antes e depois do fechamento da chave S2.
R = As tensões antes do fechamento da chave S2 estavam distribuídas apenas para dois resistores, R1 e R2, uma vez que não passa corrente para R3. E como num circuito em série, a tensão é dividida de acordo com o valor do resistor, o V1a fica 3,84V e o V2a fica 8,16V. Ao momento que a chave S2 é fechada, há um circuito série-paralelo. A corrente total do circuito fica 124 mA. Num primeiro momento o resistor em série com a fonte de tensão tem V = R*i, isto é, V = 47*0,124, o que dá aproximadamente 5,81V. Como a tensão total de 12V tem que se distribuir para o circuito e 5,81V já foram utilizados, para os resistores em paralelo sobrariam 6,19V. Assim, a tensão em cada resistor de mesmo valor (100 Ω) seria a metade deste valor, 3,095V.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O circuito série-paralelo mostrou-se muito importante na consolidação dos conceitos de Eletricidade vistos nas aulas teóricas. A importância das chaves ora aberta ora fechada se mostrou fundamental, uma vez que com a chave S2 aberta o circuito como um todo tornava-se um circuito em série e quando S2 fechada havia a adição de um circuito em paralelo.
A utilização do multímetro foi essencial para visualizar que para a medição de corrente do circuito ou de um componente deste, o instrumento deve estar em série com o componente, no caso, o resistor. Enquanto que para a medição da tensão, a necessidade de uma ligação em paralelo se via necessária.
Pode-se perceber a variação dos valores quando havia o fechamento da chave S2. Um exemplo é a corrente total que sem o fechamento encontrava-se em 81,6 mA e com o fechamento da chave foi para 124 mA. Isso se deve ao fato de haver menor resistência elétrica no circuito. E como corrente e resistência são inversamente proporcionais, quanto menor a resistência maior será a corrente elétrica.
Na divisão da tensão de 12V também houve variação ora quando o circuito se encontrava com a chave S2 aberta ora quando esta se encontrava fechada. Foi recordado das aulas teóricas que o valor da tensão num circuito em série varia de acordo com o valor correspondente do resistor e que quando há um circuito em paralelo a divisão da tensão se deu de maneira igual para ambos os resistores de 100 Ω.