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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS A. C. SIMÕES BACHARELADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA CIRCUITOS ELÉTRICOS RESISTIVOS Amanda Constantino Monteiro MACEIÓ 2022 CIRCUITOS ELÉTRICOS RESISTIVOS Amanda Constantino Monteiro 1- INTRODUÇÃO Circuitos elétricos são definidos como um caminho que contém ligações de componentes elétricos, cuja corrente elétrica pode transitar devido à aplicação de uma diferença de potencial proveniente de uma fonte de tensão. A classificação dos circuitos, se baseia nas diferentes maneiras como a corrente circula por ele e também pela configuração das conexões dos diferentes elementos que o constituí. Analisando os tipos de circuitos em razão da configuração de suas conexões, temos três tipo de circuito – o circuito elétrico em série, cujos terminais dos dispositivos são configurados em sequência ou seja; o terminal de saída de um dispositivo é conectado ao terminal de entrada do próximo dispositivo. O segundo tipo de circuito é o paralelo, onde os terminais de entrada ou de todos os dispositivos são conectados uns aos outros, e o mesmo ocorre aos terminais de saída. E por último os circuitos elétricos mistos, que é uma junção das conexões em série e paralelas. Dessa forma, por meio dos experimentos realizados e dos estudos efetuados, buscamos observar o comportamento dos circuitos elétricos definidos pela configuração de suas conexões, buscando avaliar suas características e também os aspectos relacionados a tensão, corrente e potência elétrica do circuito e verificar a relação desses com os componentes e estrutura do circuito. Para tal, utilizamos durante o experimento a fonte de alimentação variável, cinco fios para ligação (do tipo banana-banana), instrumentos de medida; como o amperímetro, voltímetro e o ohmímetro, lâmpadas (de 6V - 0,22A) e placas para o circuito com soquetes de conexões. Montamos a estrutura conforme a Figura 1, e iniciamos as marcações relacionadas aos valores da corrente, tensão e a potência aplicada ao circuito. Figura 1 – Montagem inicial do sistema com a conexão das lâmpadas. 2- RESULTADOS Na primeira etapa do experimento realizamos as medições da corrente elétrica, tensão elétrica e da potência em um circuito em série, utilizando as três lâmpadas. Os resultados das medições estão dispostos na Tabela 1. Componente Corrente elétrica (A) Tensão elétrica (V) Potência (W) Circuito + Fonte de Alimentação 0,11 3,32 0,365 Lâmpada 1 0,144 2,07 0,298 Lâmpada 2 0,144 2,05 0,295 Lâmpada 3 0,144 1,14 0,164 Fonte de alimentação 0,144 5,42 0,780 Tabela 1 – Valores de tensão, corrente e potência para o circuito em série. Além da observações dos valores em alguns pontos do circuito, também realizamos alguns testes, como por exemplo apagamos uma das lâmpadas do sistema e notamos que as demais também se apagaram. No entanto, ao realizarmos um curto circuito em uma das lâmpadas, as outras permaneceram acesas e com maior intensidade luminosa. Na segunda parte do experimento, montamos um circuito paralelo, como se observa na Figura 2. Realizamos as mesmas marcações anteriormente realizadas, e dispomos os dados na Tabela 2. Figura 2 – Sistema de montagem para um Circuito em paralelo com as três lâmpadas. Componente Corrente elétrica (A) Tensão elétrica (V) Potência (W) Circuito + Fonte de Alimentação 0,34 1,09 0,371 Lâmpada 1 0,78 4,87 3,799 Lâmpada 2 0,78 4,87 3,799 Lâmpada 3 0,79 4,85 3,832 Fonte de alimentação 0,79 4,89 3,863 Tabela 2 – Valores de tensão, corrente e potência para o circuito em paralelo. Realizamos novamente os testes com as lâmpadas e o resultado foi que ao desligar uma das lâmpadas as outras permaceram acesas e nos objetos de medição, observamos que a corrente diminuiu enquanto que a voltagem aumentou. Ao realizar o curto circuito, todas apagaram novamente e a contagem de corrente e voltagem foi para zero. Na terceira e última parte mudamos o circuito para misto, e realizamos as mesmas medições e testes. Componente Corrente elétrica (A) Tensão elétrica (V) Potência (W) Circuito + Fonte de Alimentação 0,17 2,51 0,427 Lâmpada 1 0,26 1,47 0,382 Lâmpada 2 0,13 3,54 0,460 Lâmpada 3 0,13 1,75 0,228 Fonte de alimentação 0,26 5,31 1,381 Tabela 3 – Valores de tensão, corrente e potência para o circuito misto. Nos testes com as lâmpadas, observamos o seguinte; quando apagavamos a lâmpada no lado em série da conexão, todas as lâmpadas se apagavam e ao fazer o mesmo no lado paralelo do circuito apenas a lâmpada em questão se apagava, não havendo efeito nas outras lâmpadas do sistema. Ao realizar o curto circuito no lado em série apenas a lâmpada do local apagava, e ao fazer o mesmo no lado paralelo, as duas desse lado da conexão apagavam. Assim, podemos perceber que o circuito misto possuí as caracaterísticas do circuito em série e em paralelo em conjunto. 3. DISCURSSÃO Com base nos resultados obtidos, podemos fazer algumas interpretações acerca do experimento realizado. No primeiro circuito, em série, o comportamento das lâmpadas ao se apagar uma, pode ser explicado pelo fato de que sendo o circuito em série, quando apagamos uma das lâmpadas as outras também se apagam pois o circuito aberto impede a passagem de corrente para as demais lâmpadas do sistema. No curto circuito, temos a passagem de corrente pelo fio de menor resistência, por isso apenas a lâmpada a qual esta sendo colocado o curto circuito apaga. As demais que ficam acesas, aumentam a sua intensidade luminosa pois a tensão total agora está sendo dividida apenas entre as duas lâmpadas. Na segunda parte, ao utilizarmos o circuito em paralelo, podemos perceber que sendo o funcionamento prejudicado de uma das lâmpadas não paralisa o funcinamento do circuito, isso ocorre pois diferente do circuito em série, o circuito em paralelo possuí a corrente elétrica sendo distribuída em varios ramos ao longo do seus sistema e, portanto, se de um lado a lâmpada não está funcionando as outras continuam a funcionar pois a corrente que elas se utilizam provém de outro seguimento do fio. No entanto, a tensão em cada elemento paralelo é exatamente a mesma em toda a configuração do sistema, por isso, quando realizamos o curto-circuito todas as lâmpadas se apagam. No circuito misto, onde temos como que a junção de dois tipos de circuito, as explicações anteriormente ditas, sobre o funcionamento das lâmpadas no circuito em série e em paralelo também explicam os resultados obtidos com o teste das lâmpadas realizada no circuito misto. No lado em série o mal funcionamento de uma das lâmpadas faz com que o circuito esteja aberto e portanto a passagem de corrente é interrompida. Já no lado paralelo uma lâmpada apagada não interrompe a passagem de corrente. Na realiação dos curto circuitos, no lado em série, novamente não há interrupção na tensão, enquanto que no lado em paralelo há, ocasionando no desligamento das lâmpadas que se apresentam nesse lado da configuração do circuito. QUESTÕES: 1) Como se classifica os circuitos (1), (2) e (3) estudados? Qual oferece maior resistência elétrica equivalente? Isso foi observado na prática em função das medidas efetuadas de tensão e corrente? Os circuitos estudados podem ser classificados de acordo com a configuração de suas conexões. Assim, podemos defini-los como sendo, respectivamente: Circuito Elétrico em Série, Circuito Elétrico em Paralelo e Circuito Elétrico Misto. Dos três tipos de circuitos, o que apresenta a maior resistência elétrica é o circuito em série, o que pode-se observar nos valores da segunda coluna da Tabela 1, valoresestes que são os menores anotados em comparação com os valores das outras duas tabelas para a corrente elétrica do circuito em questão. 2) Qual dos circuitos exigiu uma maior disponibilidade de potência da fonte? O botão de ajuste da fonte regula apenas a tensão ou também controla o fornecimento de potência? Observandos os valores apresentados nas tabelas 1,2 e 3, podemos notar que o circuito em paralelo, requisitou uma maior disponibilidade de potência em comparação com os outros circutos analisados. Apesar da potência fornecida pela fonte ser a mesma para todos os tipos de circuitos, notamos que ao regularmos a quantidade de potência fornecida para o circuito em paralelo ainda era maior que dos outros circuitos. 3) Como são as instalações elétricas residenciais? As instalações elétricas residenciais se utilizam de circuitos elétrico em paralelo. 4) Qual a utilidade de um circuito em série? O circuito elétrico em série funciona em associação, ou seja os componentes desse circuito ligam-se entre sí na mesma sequência e na mesma direção. Dessa forma sua maior vantagem é que pode-se adicionar dispositivos de energia adicionais ao longo do sistema, sem grandes problemas. No entanto uma das maiores desvantagens dos circuitos em série é que ao ligar as cargas em série, qualquer uma delas que pare de funcionar irá abrir o circuito, o que para a passagem de corrente pelo circuito. 5) Um gerador de f.e.m. com a seguinte especificação: 12 V – 24 W, consegue manter essa tensão em qualquer que seja o circuito a que seja submetido? Sabemos que um gerador, gera cargas em movimentos devido a variação do fluxo magnético e que portanto, ao ser conectado a algum circuito, a carga gerada irá percorrer o circuito e gerar um campo magnético no próprio circuito. Por conseguinte, esse campo magnético provocará uma corrente no sentido oposto ao que está sendo gerado, de tal forma que a força eletromotriz (f.e.m.) proveniente do gerador, irá ser subtraída em uma parcela devido a força eletromotriz induzida pelo próprio circuito (por conta do fluxo de carga) independente de qual formato seja o circuito. Assim, um gerador com as especificações de 12V – 24 W conseguiria manter sim uma tensão em qualquer circuito o qual fosse submetido. 3. CONCLUSÃO A partir dos experimentos realizados e dos conhecimentos referentes a teoria acerca dos circuitos elétricos e de seus tipos e configurações, podemos concluir através deste experimento que foi possível observar o comportamento dos três tipos de circuito e também validar as teorias acerca de seu funcionamento, percebendo as vantagens e desvantagens de cada um. Assim, foi possível complementar nosso conhecimento acerca dos circuitos elétricos em série, em paralelo e misto; confirmando, portanto, que os conceitos acerca de seu funcionamento é válido tanto na teoria quanto na prática. 4. REFERÊNCIAS WALKER, J.; HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Fundamentos de física volume 3: Eletromagnetismo. [S.l.]: Rio De Janeiro LTC, 2013. PLANAS, O. Solar-energia.net, 10 set. 2021. Disponível em: <https://pt.solar- energia.net/eletricidade/circuito-eletrico/tipos-de-circuitos-eletricos>. Acesso em: 17 maio 2022. ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. São Paulo: Mcgraw Hill, 2008. Circuito paralelo: características, como funciona e exemplos - Maestrovirtuale.com, 16 jan. 2020. Disponível em: <https://maestrovirtuale.com/circuito-paralelo-caracteristicas- como-funciona-e-exemplos/>. Acesso em: 19 maio 2022.
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