Relatório - Aula 23 08

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Uso da montagem de circuitos CC com resistores no ensino de conceitos
de Eletricidade Básica para alunos de Engenharia Civil
Fulano, Sobrenome
Thiago Lourenço M. G. de Andrade
Centro Universitário Paraíso do Ceará - UNIFAP
email: fulano@aluno.fapce.edu.br
e-mail: thiagolourenzo1412@aluno.fapce.edu.br
Resumo. Simulações matemáticas a partir de softwares ou cálculos manuais auxiliam os físicos
e engenheiros a entender o comportamento dos circuitos elétricos, entretanto, alunos
frequentemente sentem dificuldade em transferir essa teoria para a prática. Assim, esse artigo
tem como objetivo apresentar a percentagem de erro experimental de medições de potencial,
corrente e resistência elétrica durante a montagem de dois circuitos CC, um com resistores em
série e outro em paralelo, feito por quatro discentes do curso de Engenharia Civil e analisar o
desempenho destes.
Palavras chave: Eletricidade, Corrente contínua, Erros experimentais.
1. Introdução
Segundo Tavares et al (2020), “tanto para o ensino médio quanto para o ensino
técnico profissionalizante, bem como para o ensino de graduação em engenharia, é de suma
importância unir o conhecimento teórico com o prático e respectivas simulações e
experimentações.” Além disso, o uso de atividades práticas em laboratório é demasiado
vantajoso para alunos da graduação de Engenharia Civil poderem sanar suas dúvidas e
entender como interpretar um circuito elétrico esquemático
Dessa forma, esse relatório tem como objetivo mostrar como foi o desempenho e os
procedimentos de ensaio realizados por alunos da Faculdade Paraíso na disciplina de
Fundamentos de Eletricidade, através da construção de um circuito elétrico de resistores
associados em série e um em paralelo.
2. Procedimento Experimental
2.1. Resistores associados em série
Para a elaboração do circuito em corrente contínua foram utilizados os seguintes
equipamentos:
Tabela 1 - Instrumentos
Instrumentos Especificações
Fonte Simétrica de Bancada Modelo Minipo
DC Power Supply MPS-3005
(Figura 2)
Tensão/Corrente Variável 0~30V/0~5A
Precisão Básica do Display ±1%
Placa de Ensaio Modelo Protoboard 16 cm x 5.5 cm x 1 cm; 830 pontos;
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mailto:thiagolourenzo1412@aluno.fapce.edu.br
Cabos banana-jacaré Cores preto
e vermelho
Multímetro
Tensão máxima: 600V
Corrente máxima: 10A
Pontas de prova
Cores preto
e vermelho
Um resistor de 1 kilo ohm e dois resistores
2,2 kilo ohms
4ª listra dourada:
Tolerância de 5%
A princípio, pegou-se a placa de ensaio e inseriram-se os três resistores (de 2200,
1000 e 2200 ohms, respectivamente) nela de forma a ficarem posicionados em série.
Posteriormente, colocou-se as pontas de prova no multímetro e mediu-se as resistências
elétricas dos resistores.
Finalizadas as medições, foi acionado a fonte simétrica e posto a uma tensão elétrica
CC de 20 volts, como mostrado na Figura 1, a qual foi conectada, em seus pólos positivos e
negativos, os cabos bananas-jacaré vermelho e preto, respectivamente. Depois, colocou-se
quatro fios nos pontos positivos e negativos (dois de cada) da placa de ensaio e, então, os
energizou através das pontas de jacarés seguindo a lógica: cabo vermelho no fio amarelo;
cabo preto no fio preto, de acordo com a Figura 2.
Figura 1 - Fonte de tensão
Fonte: Autores
2
Figura 2 - Circuito em série
Fonte: Autores
Após a energização do circuito, utilizou-se o multímetro e as pontas de provas
novamente, agora para medir as diferenças de potencial de cada resistor. Logo depois,
desligou-se a fonte de bancada, conectou-se cabos jacaré no lugar das pontas de provas do
multímetro, abrindo o circuito e inserindo o medidor antes do primeiro resistor e depois do
segundo fio do ponto positivo da placa. Por último, foi acionada a fonte à 20 volts e
anotou-se o valor da corrente elétrica.
2.2. Resistores associados em paralelo
O circuito em paralelo foi dotado de quase os mesmos instrumentos que o circuito em
série, com a única diferença sendo que os resistores para esse experimento precisavam ser
mais elevados, com dois de 10 kΩ e um de 22kΩ.
Tal como a montagem anterior, inicialmente, foram medidas as resistências mediante
o uso do multímetro sem a fonte de tensão conectada. Em seguida, colocou-se dois fios
auxiliares em cada pólo da placa Protoboard e mais um fio azul-claro desconectado em uma
coluna após a dos resistores, conforme a Figura 3 abaixo:
3
Figura 3 - Circuito em paralelo
Fonte: Autores
Mais tarde, ligou-se a fonte de tensão a 20 volts para injetar energia elétrica na placa
de ensaio e começou o processo de medição de corrente seguindo um passo-a-passo.
Primeiro, desconectou-se o segundo fio auxiliar do pólo positivo da placa e, mediante, cabos
jacaré postos no multímetro, conectou-se o medidor entre o referido fio e o primeiro resistor
gerando o valor da corrente total do sistema (iTOTAL). Segundo, posicionou-se os fios em seus
pontos originais, moveu-se a ponta direita do resistor de 10 kilo ohms a uma coluna à frente
ficando rente ao fio auxiliar azul-claro, e anotou-se o valor da corrente naquele resistor
também usando o multímetro com cabos banana-jacarés, chamada i1. Assim, repetiu-se esse
procedimento para os outros resistores obtendo-se i2 e i3.
3. Análise dos Resultados
Os resultados do experimento do circuito em série, os valores teóricos e a variação
destes em porcentagem foram postos na seguinte Tabela 2:
Tabela 2 - Resultados (Série)
Resistor
Tensão
Real (V)
Tensão
Teórica (V) erro (%)
Resistência
Real (Ω)
Resistência
Teórica (Ω) erro (%)
R1 8,18 8,15 0,37 2180 2200 0,91
R2 3,66 3,7 1,08 978 1000 2,2
R3 8,2 8,15 0,61 2180 2200 0,91
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Corrente Real do
Circuito (mA): 3,7
Corrente Teórica do
Circuito (mA): 3,7 0,0
O erro percentual denota que os resistores não estão com os mesmos valores de
resistências previstos, todavia, conforme a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1980)
os resistores de listras douradas possuem uma tolerância de 5%. Logo, como exposto na
Tabela 2, o erro percentual está dentro das especificações técnicas e indica uma boa qualidade
do componente.
Para as DDP (Diferenças de Potencial), o valor com variação mais significativa foi do
resistor de 1kΩ, mas mesmo assim teve um erro percentual de aproximadamente 1%, o que é
bastante baixo. Já a corrente elétrica mostrou nenhuma diferença.
Tabela 3 - Resultados (Paralelo)
Resist
or
Corrente
Real (mA)
Corrente
Teórica
(mA) erro (%)
Resistência
Real (kΩ)
Resistência
Teórica (kΩ) erro (%)
R1 1,98 2 1,00 9,9 10 1,00
R2 0,91 0,91 0,00 21 22 4,55
R3 1,99 2 0,50 9,9 10 1,00
Corrente Real
Total (mA): 4,9
Corrente Teórica Total
(mA): 4,074 16,86
Semelhantemente aos resultados em série, os resistores paralelos estão dentro da
margem de segurança, mesmo que o de 22kΩ tenha chegado a um valor próximo do limite.
Ademais, as correntes específicas que passaram em cada componente foram extremamente
precisas, já que variaram no máximo 1% do previsto pela Lei de Ohm. Porém, é mister
destacar que a iTOTAL não foi bem mensurada, uma vez que a diferença foi significativa.
4. Conclusão
Como esperado, os resultados indicaram discrepância entre os valores teóricos e as
medições em laboratório, além disso, foi possível mensurar quantitativamente essas
alterações para servir como base de comparação. Sob essa análise, conclui-se que os
principais fatores de erro experimental sejam ambientais - como temperatura, umidade ou
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ondas eletromagnéticas - e humano - inexperiência dos alunos -, pois os componentes e os
outros instrumentos estavam dentro das especificações de qualidade.
Destarte, o desenvolvimento dos alunos na atividade prática foi satisfatório devido às
poucas falhas, além de que eles consideraram nas fase experimental de testar a eficácia dos
resistores para que assim fossem capaz de identificar qual fator de erro seria predominante.
Referências
ALEXANDER, Charles K.; SADIKU, Matthew N. O. Fundamentos de circuitos elétricos.
Tradução: José Lucimar do Nascimento. 5. ed. Porto Alegre:AMGH, 2013. 894 p. ISBN
978-85-8055-173-0.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (Brasil). NBR 5311:1980. Esta
Norma cancela e substitui a NB-163:1973 e substitui a NBR 5311/1977. Código em cores
para resistores fixos, Brasil, p. 1-3, Nov 1980.
TAVARES, Isabelli Sasdelli et al. Caracterização de erros experimentais em circuitos
eletrônicos no laboratório remoto VISIR+. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE
EDUCAÇÃO EM ENGENHARIA, XLVIII., 2020, Online. Caracterização de erros
experimentais em circuitos eletrônicos no laboratório remoto VISIR+ [...]. [S. l.: s. n.],
2020. p. 1-11.
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