ATN 1 - Eletronica Analogica

Prévia do material em texto

DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
• Quadro elétrico; 
• Pontes; 
• Lâmpadas; 
• Multímetro 
 
FASE 1 - ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE. 
Preencha a tabela 1 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão). 
Lâmpada Tensão (V) 3 5 6 7 Tabela 1 
 
 
 
 
 Tabela 1 – Dados experimentais de tensão com quatro resistores em serie 
 
OBS: Não foi incluído o resistor 7 no circuito, devido a erros de seleção de uma das 4 
lâmpadas no simulador. 
Preencha a tabela 2 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão) após a 
remoção da lâmpada do borne 6. 
 
 
 
 
 
 Tabela 2 – Dados experimentais de tensão com três resistores em série 
 
Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma 
associação em série a soma das tensões elétricas sobre cada componente (lâmpada) é igual a 
tensão elétrica total atuante no circuito. ” 
R – Sim, devido as tensões se distribuírem entre os resistores conforme o valor de sua 
resistência. 
 
Lâmpada Tensão (V) 
3 3.93 V 
5 3.97 V 
6 4.07 V 
7 ? 
Lâmpada Tensão (V) 
3 5.95 V 
5 6.01 V 
6 
 
Caso um circuito possuísse 20 lâmpadas em série e uma das lâmpadas “queimasse”, o que 
aconteceria com as demais lâmpadas do circuito? Justifique a sua resposta. 
 R – Todas as lâmpadas se apagarão, isto irá ocorrer devido a característica de um circuito serie 
onde a corrente elétrica e a mesma em todos os pontos, caso uma se queime e abra o circuito, 
o fluxo de corrente elétrica se sessa. 
 
 
Preencha a tabela 3 com os resultados obtidos durante o passo 4 (Medindo a corrente 
elétrica). 
 
 
 
 
 
 Tabela 3 – Dados experimentais de corrente com resistores em série 
Como é o comportamento da corrente elétrica no circuito que você montou? Explique. 
R – É a mesma em todos os pontos 
 
FASE 2 – ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO 
Preencha a tabela 4 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão) 
 
 
 
 
 Tabela 4 – Dados experimentais de tensão com 
resistores em paralelo 
 
Com base em suas medições, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma 
associação em paralelo os componentes do circuito ficam submetidos a uma mesma tensão 
elétrica” 
R - Sim 
Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma 
associação em paralelo, a retirada de um dos componentes do circuito (lâmpadas) não 
interrompe o funcionamento dos demais componentes. ” 
Lâmpada Corrente (A) 
3 0.15 A 
5 0.15 A 
6 0.15 A 
7 ? 
Lâmpada Tensão (V) 
4 11.96 V 
3 11.96 V 
2 11.97 V 
 
R – Sim, não interrompe. 
 
 FASE 3 – ASSOCIAÇÃO MISTA DE RESISTORES 
Em relação a luminosidade observada pelas lâmpadas ao final do passo 1 (montado o 
experimento), foi possível observar alguma diferença entre elas? Em caso afirmativo, qual foi 
a diferença? Justifique 
R - Sim, a lâmpada 5 brilha com mais intensidade devido a tensão e corrente ser maiores neste 
ponto. 
Preencha a tabela 5 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão). 
 
 
 
 
 
 Tabela 5 – Dados experimentais de tensão com associação mista de resistores 
 
Qual foi a tensão medida entre os terminais 2A e 5B? Utilizando seus conhecimentos sobre 
circuitos elétricos e associação de resistores, explique como a tensão fornecida pela fonte é 
dividida entre as lâmpadas do circuito montado no passo 1. 
R – A tensão entre os bornes é de 12.04 V. Na associação em paralelo a tensão se dividi em duas 
partes, porem com o mesmo valor e depois na saída da associação em paralelo as tensões 
menores, devido a queda de tensão nas lâmpadas, se unem e flui pelo pela lâmpada que está 
em série, zerando a tensão na saída da última lâmpada. 
 
 DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
 LEI DE OHM 
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
• Multímetro; 
• Interruptor; 
 • Fonte de alimentação; 
• Painel Dias Blanco. 
 
PROCEDIMENTOS 
FASE I – RESISTÊNCIA ELÉTRICA EM FUNÇÃO DA ÁREA E DO COMPRIMENTO DO CONDUTOR 
Lâmpada Tensão (V) 
5 8.12 V 
4 4.03 V 
3 4.02 V 
2 ? 
 
OBSERVANDO AS ESPECIFICAÇÕES DOS FIOS CONDUTORES 
Caro estudante lembre-se que esse experimento representa uma situação real, para tal, observe 
as especificações e informações referentes a todos os fios condutores presentes no 
experimento. 
MEDINDO RESISTÊNCIA DE UM RESISTOR EM FUNÇÃO DO COMPRIMENTO 
Ajuste o multímetro para a posição adequada para a realização de medições de resistência 
elétrica de até 200 Ω. Agora observe que o valor da resistência, correspondente a ligação feita, 
aparece na tela do multímetro. Para posterior análise crie uma tabela semelhante a apresentada 
abaixo e anote os valores encontrados para os pontos medidos no resistor 1. 
 
 
 
 
 
MEDINDO A RESISTÊNCIA 
ELÉTRICA DE UM RESISTOR EM 
FUNÇÃO DA ÁREA 
Realize as medidas para os resistores 3, 4 e 5 no painel Dias Blanco, nas respectivas posições 
“AE3”, “AE4” e “AE5”. Crie uma tabela semelhante a apresentada abaixo e anote os valores 
encontrados para os pontos medidos nos resistores. 
 
 
 
 
FASE II – A CORRENTE ELÉTRICA EM FUNÇÃO DA TENSÃO E DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA EM UM 
FIO RESISTOR 
 
 
POSICIONANDO PONTAS DE PROVAS NOS BORNES 
Posicione a ponta de prova negativa do multímetro na posição “E4”. Em seguida, posicione a 
ponta de prova positiva do multímetro na fonte de tensão. Conecte a ponta de prova da fonte 
de tensão no painel Dias Blanco e observe que as pontas de prova estão posicionadas em “AE4”. 
Resistor L/M R (Ω ) R/L (Ω /M) 
AB 0.25 4.3 17.2 
AC 0.50 8.7 17.4 
AD 0.75 12.9 17.2 
AE 0.100 17.1 17.1 
 A ( m²) R (Ω ) R.A (Ω.m²) 
Resistor 3 0.407 3.5 1.424 
Resistor 4 0.204 4.9 0.999 
Resistor 5 0.321 0.2 0.064 
 
 
 
 
 
 
 
 
Construa o gráfico da “Resistência elétrica x Comprimento do resistor”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O que é possível observar com relação ao comportamento da resistência elétrica? Explique. 
R – A resistência elétrica ela é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e 
temperatura, e inversamente proporcional ao diâmetro do condutor. 
 
RESISTÊNCIA ELÉTRICA DE UM RESISTOR EM FUNÇÃO DA ÁREA 
Construa o gráfico da “Resistência elétrica x Inverso da área de seção reta do resistor”. 
R - ? 
Não entendi essa questão, o inverso da seção da área de um condutor reflete na resistência 
elétrica do condutor de forma inversamente proporcional, neste caso o inverso seria a 
condutividade. 
V(V) I(A) V/I(V/A) 
0.5 0.10 5 
1.00 0.20 5 
1.50 0.31 4.9 
2.00 0.41 4.9 
2.50 0.51 4.9 
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0,25 0,5 0,75 1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Qual o comportamento da resistência elétrica? 
R – A resistência elétrica é responsável em fazer oposição a passagem de corrente elétrica em 
um circuito 
 
Com base nos seus conhecimentos, é correto afirmar que “A resistência de um condutor 
depende da sua geometria (comprimento e área) ”? 
R – Sim, essas grandezas influenciam direta ou indiretamente no modulo de valor da resistência 
elétrica. 
 
Calcule a resistividade de cada resistor. 
OBS: Não consta o material de fabricação dos resistores, por via de dúvida, vou usar o cobre. 
R1 ===== 5.35*10^-4 Ω.m 
R2 ===== 8.43*10^-5 Ω.m 
R3 ===== 4.22*10^-5 Ω.m 
R4 ===== 8.43*10^-5 Ω.m 
R5 ===== 5.35*10^-5 Ω.m 
 
Qual dos resistores possui maior resistividade? Por quê? ▪. Para o cálculo da resistividade 
utilize a fórmula: ρ = 𝑅 𝐴 𝐿 . 
R – O resistor R1, devido esse resistor apresentar menor área, isto matematicamente 
 
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Resistencia 0,2 4,9 3,2 6,5 16,3
C
o
n
d
u
tiv
id
a
d
e
 
CORRENTE ELÉTRICA DE UM RESISTOR 
Construa o gráfico da “Tensão elétrica x Corrente elétrica”, caso precise retorne ao roteiro 
teórico para relembrara relação entre Tensão elétrica ou corrente elétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Depois da realização do experimento o que é possível observar com relação ao 
comportamento da corrente elétrica? Explique. 
R – Observou-se que a corrente e proporcional ao aumento da tensão, na medida que elevou 
atenção em Step, assim a corrente elétrica aumentou mesmo com a resistência constante. 
 
É possível realizar as medições de corrente elétrica em todos os resistores? Caso não, por quê? 
R- Sim, pode –se fazer unitário ou em associação. 
 
Qual dos resistores apresentou maior valor para a corrente elétrica? Tente elaborar uma 
justificativa, abordado o comportamento da resistência elétrica como a passagem da corrente 
elétrica. 
R – Levando em consideração o R5, pois apresenta resistência elétrica muito baixa, praticamente 
um curto circuito. 
 
DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
CAPACITOR 
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
 • Fonte de tensão; 
• Voltímetro ou multímetro digital; 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Tensão 0,5 1 1,5 2 2,5
C
o
rr
en
te
 
 • Capacitor; 
• Resistor; 
• Protoboard; 
• Cronômetro; 
• Chave alavanca; 
 • Fios de ligação. 
 
PROCEDIMENTOS 
MONTANDO O CIRCUITO NA PROTOBOARD 
Monte o circuito na protoboard 2, de acordo com o esquemático que pode ser visualizado na 
janela “Circuitos”, selecionando os componentes na maleta; 
MEDINDO O TEMPO DE CARREGAMENTO DO CAPACITOR 
Utilize o circuito da protoboard 2 e o cronômetro para medir o tempo de carga total do capacitor 
e preencha a tabela 1 de medidas de V63% para encontrar a constante de tempo do circuito; 
 
 
 
 
 Tabela 1 – Dados do carregamento do capacitor 
 
Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o capacitor leva para 
carregar totalmente? 
R - A tensão registrada no multímetro e de 11.97 V e o tempo de carregamento do capacitor 
em média e de 7.7 s. 
 
Preencha a tabela 2 com os dados obtidos no descarregamento do capacitor. 
 
 
 
 
 
A constante de tempo de um circuito RC é dada por: τ = R ∗ C 
V 37 % 
Medição 
Medição 1 2 3 4 Media 
T 37% 5.07 5.06 6.01 6.06 5.55 
V 63% 
Medição 
Medição 1 2 3 4 Media 
T 63% 7.04 8.54 7.91 7.58 7.76 
Onde: τ é a constante de tempo em segundos; 
R é a resistência em ohms; C é a capacitância em farads. 
Utilizando os dados do circuito 2 e ignorando a resistência interna do multímetro (devido à sua 
influência desprezível no cálculo da constante de tempo) encontre: 
τ Teórico = 1.8 s 
Os valores encontrados nos passos 5 e 6 são os valores encontrados experimentalmente para a 
constante de tempo, anote esses valores abaixo 
τ Experimental1 = 7.7 s 
τ Experimental2 = 5.5 s 
Qual o módulo do valor de tensão (|𝑉𝑀𝑒𝑑|) exibida no multímetro conectado a protoboard 
1? Qual a tensão fornecida pela bateria (Vf) para este circuito? Qual o valor da resistência (R) 
na qual o multímetro está conectado? 
R - VMed === -5.95 V 
 VfB === 12.0 V 
 RL2 === 90 Ω 
 
Para calcular a resistência interna do multímetro, utilize a equação abaixo: 
𝑅𝑉 = (|V𝑀𝑒𝑑| V𝑓 − 2|V𝑀𝑒𝑑|) R 
Onde: Vf = Tensão da fonte. 
VMed = Tensão medida pelo multímetro. 
R = Valor das resistências iguais utilizadas. 
RV = Resistência interna do multímetro. 
Qual o valor da resistência interna do multímetro (RV)? 
𝑅𝑉 = (|V𝑀𝑒𝑑| V𝑓 − 2|V𝑀𝑒𝑑|) R 
 = -5.95 / 12-2 / -5.95 * R = 
 = 318 Ω 
Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o capacitor leva para 
carregar totalmente? 
R – Protoboard 2 - Modulo da tensão para carregamento do capacitor foi de 11.97 V e o tempo 
de carregamento do capacitor foi de 7.7 s. 
 
DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
LEDS & DIODOS 
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
• Bateria 9V; 
• Protoboard; 
• Dois multímetros; 
• Cabos para multímetros e protoboard; 
• Potenciômetro de 100 kiloohms; 
• Diodo emissor de luz vermelha; 
• Resistor de 300 ohms 
Anote na tabela apresentada abaixo os valores da corrente elétrica apresentado pelo 
multímetro ajustado para medir a corrente elétrica que passa pelo led. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Obs: 
Com o resistor de 100 Ω passou a circular corrente elétrica apartir de 2.65 V. 
Com o resistor de 300 Ω passou a circular corrente elétrica apartir de 2.10 V. 
Com o resistor de 500 Ω passou a circular corrente elétrica apartir de 2.05 V. 
O multímetro está ajustado para a escala de 2 V e o programa não tem acesso para ajuste de 
escala, a tensão no multímetro estabilizou em 2.08 v 
 
Utilizando os dados obtidos no experimento, construa a curva característica do led (tensão 
apresentada pelo multímetro x corrente elétrica). 
Medição 
Tensão na 
fonte (V) 
Tensão no 
multímetro (V) 
Corrente 
elétrica (A) 
1 0 0 0 
2 0.2 0.2 0 
3 0.4 0.4 0 
4 0.6 0.6 0 
5 0.8 0.8 0 
6 1.0 1.0 0 
7 1.2 1.2 0 
8 1.4 1.4 0 
9 1.6 1.6 0 
10 1.8 1.8 0 
11 2.0 2.08 0.05 
12 2.2 2.08 0.25 
13 2.4 2.08 0.65 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Em seguida, responda os questionamentos a seguir: 
A partir de que valor de corrente elétrica o led acendeu? Sua intensidade luminosa aumentou 
ao com o aumento da corrente elétrica? Explique. 
R- O led brilhou na tensão de 4.63 V com o fluxo de corrente elétrica de 5.10 mA 
Qual a relação observada na curva característica do led com relação à tensão e corrente 
elétrica? 
R – Observamos que as relações entre essas grandezas elétricas são diretamente proporcionais. 
 
 
 
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 0,5 1 1,5 2 2,5
C
O
R
R
EN
TE
 E
LE
TR
IC
A
 
TENSÃO