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Universidade Estácio de Sá LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS – ARA0103 Prof.: Germano Teixeira Chacon Circuito série e circuito paralelo de resistores Nome dos Alunos Responsáveis pelo Experimento Matrícula dos Alunos Objetivo Verificar a resistência equivalente de um circuito série e de um circuito paralelo e verificar experimentalmente, as propriedades relativas à tensão e corrente de cada associação. Introdução Resistores Para funcionar perfeitamente, os circuitos eletrônicos necessitam de correntes e tensão de polarizações adequadas. Por esse motivo, é necessário estudar o componente que possibilitará essa adequação, os resistores. Os resistores são dispositivos eletrônicos cuja função é a de transformar energia elétrica em energia térmica. Também chamados de resistências, estão presentes em aparelhos como chuveiros, televisores, computadores, aquecedores, ferro de passar roupa, rádios, lâmpadas incandescentes, dentre outros. Os resistores são componentes que se opõem a passagem de corrente elétrica, ou seja, “resistem” a passagem de corrente elétrica, limitando sua intensidade. São representados pela letra R e no Sistema Internacional de Unidades (SI) são medidos em Ohm (Ω), ou seja, Volts (V) / Ampére (A). É costume representá-los nos circuitos pelos seguintes símbolos gráficos: Associação de Resistores Os resistores podem ser ligados (associados) de vários modos. Os mais simples são associação em série e associação em paralelo e misto Associação em série Neste tipo de associação, a mesma corrente atravessa todos os resistores. Podemos calcular o resistor equivalente a uma dada associação em série. Basta lembrarmos que a corrente que atravessa o resistor equivalente, para uma dada ddp entre seus extremos, deve ser a mesma que atravessa toda a associação, enquanto a ddp é a soma. Neste caso todos os resistores são percorridos pela mesma corrente cuja intensidade é I, e a tensão U na associação é igual à soma das tensões em cada resistor. i = Constante; UT = Soma; RT = Soma; PT = Soma; Req = R1 + R2 + R3 + ... Associação em paralelo Este tipo de associação, representada abaixo, tem como característica a mesma ddp entre seus extremos. A corrente que chega à associação se divide percorrendo "paralelamente" cada elemento. Do Princípio de Conservação da carga elétrica, vemos que a quantidade de cargas que chega deve ser igual à quantidade que sai, logo a quantidade por unidade de tempo e a corrente também permanecem as mesmas, todos suportam a mesma tensão U e a corrente i na associação é igual à soma das correntes em cada resistor. U = Constante; i = Soma;1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 Associação de Resistores Mista Na associação de resistores mista, os resistores são ligados em série e em paralelo. Para calculá-la, primeiro encontramos o valor correspondente à associação em paralelo e em seguida somamos aos resistores em série. Esquema de Montagem Material utilizado I. Multímetro; II. Resistores de 4 faixas; III. Protoboard 2420 pontos (matriz de contatos para suporte a montagem de protótipos). Montagem dos equipamentos I. Inspecione o resistor quanto a problemas visíveis (fio quebrado); II. Verifique na tabela de cores qual nível de resistência equivale seu resistor; III. Após selecione a escala de seu multímetro ao valor equivalente ao da tabela (pode-se usar uma escala acima e depois ajusta-se para uma melhor precisão na leitura); IV. Para ligar na protoboard, atente-se que cada coluna da placa é independente e as linhas são ligadas em série. Sabendo isso, faça as ligações conforme solicitado no experimento (série, paralelo e misto). Primeiro procedimento Segundo procedimento Terceiro procedimento Resistores ligado em série - 1º procedimento Resistores ligados em paralelo – 2º procedimento Resistores ligados em série e paralelo _ misto – 3º procedimento 𝑹𝒆𝒒𝒎 – Resistencia equivalente medida 𝜹𝑹𝒆𝒒𝒎 - Resistencia equivalente medida (erro do aparelho) 𝑹𝒆𝒒𝒆 – Resistencia equivalente esperada 𝜹𝑹𝒆𝒒𝒆 - Resistencia equivalente esperada (erro do aparelho) 1º procedimento Valor dos resistores R1 = 0,385𝐾Ω R2 = 0,216𝐾Ω R3 = 0,150𝐾Ω R4 = 12,65𝐾Ω 𝑹𝒆𝒒 =–Resistencia equivalente (valor nominal) 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅4 𝑅𝑒𝑞 = 0,385𝐾Ω + 0,216𝐾Ω + 0,150𝐾Ω + 12,65𝐾Ω = 13,401𝐾Ω 𝑹𝒆𝒒𝒎 – Resistencia equivalente medida 𝑅𝑒𝑞𝑚 – 15,66KΩ ReqAE (calculado) 13,401𝐾Ω ReqAE (medido) 15,66KΩ 2º procedimento Valor dos resistores R1 = 0,385𝐾Ω R2 = 0,216𝐾Ω R3 = 0,150𝐾Ω 1 𝑅𝑒𝑞 = 1 𝑅1 + 1 𝑅2 1 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅2 𝑅1. 𝑅2 + 𝑅1 𝑅1 . 𝑅2 = 𝑅1+ 𝑅2 𝑅1 . 𝑅2 = 𝑅1. 𝑅2 𝑅1+ 𝑅2 = 𝑅. 𝑅 𝑅+ 𝑅 = 𝑅. 𝑅 2𝑅 = 𝑅 2 𝑅1. 𝑅2 𝑅1 + 𝑅2 = 𝑅′ 𝑅′ . 𝑅3 𝑅′+ 𝑅3 = 𝑅𝑇 1 𝑅𝑒𝑞 = 0,385. 0,216 0,385 + 0,216 = 0,08316 0,601 = 0,1384 𝐾Ω 1 𝑅𝑒𝑞 = 0,1384 . 0,150 0,1384 + 0,150 = 0,02076 0,288 = 0,0720𝐾Ω ReqAB (calculado) 0,0720𝐾Ω ReqAB (medido) 0,07229𝐾Ω 3º procedimento Valor dos resistores R1 = 0,45𝐾Ω R2 = 0,385𝐾Ω R3 = 0,216𝐾Ω R4 = 12,65𝐾Ω R5 = 0,150𝐾Ω R6 = 10,62𝐾Ω 𝑹´ = 𝑹𝟐 + 𝑹𝟑 𝑅´ = 0,385 + 0,216 = 0,601 𝑹´´ = 𝑹𝟒 + 𝑹𝟓 𝑅´´ = 12,65 + 0,150 = 12,8 𝑹´´´ = 𝑹´ . 𝑹´´ 𝑹´ + 𝑹´´ 𝑅´´´ = 0,601 . 12,8 0,601 + 12,8 = 7,6928 13,401 = 0,57 𝑹𝑻 = 𝑹𝟏 + 𝑹´´´ + 𝑹𝟔 = 𝑅𝑇 = 0,45 + 0,57 + 10,62 = 11,64KΩ ReqAD (calculado) 11,64KΩ ReqAD (medido) 16,15KΩ Conclusão Concluímos que a montagem de um circuito depende de sua finalidade e que cada um possui uma particularidade em um circuito em série obtemos um único valor de corrente ao longo do circuito e que os valores da diferença de potencial e da resistência são inversamente proporcionais entre si, já em um circuito em paralelo o valor da diferença de potencial é constante em todo o circuito e que os valores da corrente e da resistência são proporcionais entre si. Concluímos também que para realizarmos uma correta medição do valor da corrente, em circuito em série, utilizando o amperímetro devemos utilizá-lo em série e devemos utilizar o voltímetro em paralelo para registrarmos um correto valor da voltagem em um circuito em paralelo. As comparações entre os valores medidos e calculados podem ser explicadas por problemas nos próprios resistores, mau contato na hora das medições, falha interna do instrumento de medição e ou falha humana. Todos os valores encontrados estão dentro da margem de erro. Referência Bibliográfica: 1- FOWLER, Richard. Fundamentos de Eletricidade – V1. 7ª ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580551402/cfi/0!/4/2@100:0.00 2- CAPUANO, Francisco Gabriel; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 24ª ed. São Paulo: Érica, 2007. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788536519777/cfi/0!/4/2@100:0.00 3- FRITZEN, Paulo Cicero. Roteiros de Práticas de Circuitos Elétricos A. Curitiba: UTFPR, 2020. Disponível em: http://paginapessoal.utfpr.edu.br/pcfritzen/circuitos-eletricos-a http://paginapessoal.utfpr.edu.br/pcfritzen/circuitos-eletricos-a
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