ATIVIDADE_PRATICA_Modulo_B_2023_Fase_I_ROTEIRO_DE_EXPERIMENTO_COM_KIT

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<p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 1</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>Atividade Prática de Circuitos Elétricos I</p><p>Abaixo você encontra o roteiro para as atividades práticas, que contarão com</p><p>o uso do Laboratório Portátil Individual Thomas Edison e simulações no</p><p>Multisim Online. Após realizar as experiências você deverá organizar os</p><p>resultados em um relatório, conforme o modelo de relatório disponibilizado na</p><p>disciplina e entregar o relatório em .pdf através de Trabalhos.</p><p>OBJETIVO</p><p>Essa atividade tem como intuito colocar em prática todos os conceitos</p><p>abordados na disciplina de eletricidade, como lei de Ohm, leis de Kirchhoff, divisor</p><p>de tensão, divisor de corrente e funcionamento de resistores.</p><p>SIMULADORES DE CIRCUITOS</p><p>Para a realização dos experimentos será utilizado o simulador online de</p><p>circuitos Multisim Online, cujo acesso deverá ocorrer através do site:</p><p>www.multisim.com.</p><p>Com intuito de aprendizagem, recomendo que acessem ao site</p><p>https://www.tinkercad.com/ e utilizem o Thinkercad para simular os circuitos</p><p>utilizando uma protoboard e entender o funcionamento dela.</p><p>Caso já tenha familiaridade com algum simulador de circuitos ou prefira, é</p><p>permitido utilizar qualquer outro.</p><p>MATERIAL UTILIZADO</p><p>Serão utilizados os seguintes componentes e equipamentos do Laboratório</p><p>Portátil Individual Thomas Edison:</p><p>Quantidade Material Utilizado LPI</p><p>4 Resistores Edison</p><p>1 Kit de cabos rígidos Edison</p><p>1 Multímetro Edison</p><p>1 Fonte Simétrica ou Fonte Ajustável Edison</p><p>1 Protoboard Edison</p><p>http://www.multisim.com/</p><p>https://www.tinkercad.com/</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 2</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>IMPORTANTE – LEIA COM ATENÇÃO</p><p>Dúvidas frequentes</p><p>1) Laboratório Portátil Individual – LPI Thomas Edison</p><p>Quem ainda não recebeu o Laboratório Thomas Edison), verifique se foi</p><p>realizado o envio. Você pode fazer isso na página inicial do AVA, clique no</p><p>menu Serviços e vá na opção material didático.</p><p>Caso tenha sido enviado, entre em contato com o seu polo e verifique</p><p>como retirar.</p><p>Caso ainda não tenha sido enviado, entre em contato com a tutoria.</p><p>2) Fotos dos experimentos no relatório</p><p>Vocês devem incluir algumas fotos dos experimentos no relatório. Não é</p><p>necessário incluir todas, coloque uma do circuito montado seguido de duas</p><p>ou três medições.</p><p>Coloque um papel com o seu nome e RU escrito a mão na foto, assim,</p><p>comprovando que realmente montaram o circuito, como no exemplo abaixo:</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 3</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>3) Modelo de relatório</p><p>O relatório deve ser entregue seguindo o modelo de artigo científico</p><p>fornecido na aula 13 do AVA. Os experimentos podem ser entregues em</p><p>arquivo único ou arquivos separados. Ao postar no AVA certifique-se de que</p><p>anexou todos os arquivos antes de finalizar.</p><p>4) Conta no Multisim</p><p>Para criar uma conta no Multisim basta acessar a</p><p>página www.multisim.com e clicar no botão SIGN UP e, em seguida,</p><p>preencher com os seus dados pessoais.</p><p>5) Diferentes tensões na fonte simétrica</p><p>Com a fonte simétrica é possível obter os valores de tensão de 5, 7, 10, 12,</p><p>17 e 24 Volts. Para isso, você precisa fazer algumas combinações com as</p><p>tensões fornecidas. Se você utilizar +5 V e -5V, a diferença de potencial total</p><p>é de 10V. Utilizando as combinações de +5 e +12, você vai ter 7V.</p><p>Já utilizando -5 com +12, você vai ter 17 V. Assista ao vídeo da aula 11 do</p><p>AVA sobre a fonte simétrica.</p><p>http://www.multisim.com/</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 4</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>EXPERIÊNCIA 1: LEI DE OHM</p><p>Dado o circuito abaixo da figura, obtenha a corrente utilizando a lei de Ohm.</p><p>Figura: Montagem do circuito elétrico para observação da lei de Ohm</p><p>O valor do resistor utilizado dependerá do número do seu RU, sendo:</p><p>R1 = Penúltimo dígito do RU * 500 + último dígito do RU * 50</p><p>Por exemplo:</p><p>Considere o RU 1342698, dessa forma teremos: R = 9 * 500 + 8 * 50 = 4900 Ω ou</p><p>4,9 kΩ.</p><p>Como não temos um resistor comercial com este valor, será necessário escolher</p><p>um resistor com valor mais próximo ao calculado, sendo possível associar 2 ou</p><p>mais resistores para obter esse valor.</p><p>Neste exemplo podemos adotar um resistor de 4,7 kΩ ou associar três resistores,</p><p>ficando: 2 kΩ + 2 kΩ + 1 kΩ = 5 kΩ</p><p>Obs.: no caso de RU com número zero, substituir 0 pelo número 9.</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 5</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>Considere as tensões 0, 5, 10 e 12 Volts e preencha a tabela com os valores</p><p>de corrente conforme solicitado nos itens a seguir.</p><p>V1</p><p>(V)</p><p>R1</p><p>I (A) %Erro</p><p>Corrente</p><p>Teórica</p><p>calculada</p><p>Corrente</p><p>Simulada no</p><p>Multisim</p><p>Corrente</p><p>Experimental</p><p>utilizando o</p><p>laboratório</p><p>Erro experimental</p><p>%Erro</p><p>0 R1 escolhido</p><p>5 R1 escolhido</p><p>10 R1 escolhido</p><p>12 R1 escolhido</p><p>Tabela: Valores obtidos</p><p>A) Calcule os valores teóricos da corrente para cada um dos casos indicados</p><p>na tabela.</p><p>B) Utilizando o Multisim Online, simule o circuito modificando os parâmetros de</p><p>tensão conforme indicado na tabela.</p><p>C) Realize os seguintes procedimentos experimentais:</p><p>NOTA: Incluir algumas fotos dos circuitos montados no relatório!</p><p>Na foto coloque um papel escrito a mão o seu nome completo e RU.</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 6</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>1. Monte o circuito na protoboard, conforme indicado abaixo:</p><p>Figura: Circuito montado na protoboard</p><p>2. Com o multímetro medir a corrente I.</p><p>ATENÇÃO: Para medir CORRENTE elétrica em um circuito, o</p><p>multímetro deve ser sempre conectado em SÉRIE com o circuito.</p><p>Nunca tente medir corrente elétrica em paralelo, correndo o risco</p><p>de queimar o equipamento.</p><p>Coloque o multímetro no modo corrente, abra o circuito e conecte as</p><p>pontas de prova de forma que o multímetro fique em série com o</p><p>resistor, conforme indicado nas figuras.</p><p>Figura: Circuito esquemático demonstrando como conectar o multímetro para</p><p>medir corrente</p><p>I</p><p>Multímetro</p><p>Conectar os</p><p>terminais da</p><p>fonte</p><p>+</p><p>-</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 7</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>Figura: Realizando a medida de corrente elétrica do circuito</p><p>D) Calcule o erro experimental:</p><p>O erro experimental é um parâmetro que indica em porcentagem qual a</p><p>variação entre o esperado (teórico) e o experimental (medido). Este valor</p><p>pode apresentar tanto números positivos quanto negativos. Porém, veja que</p><p>na equação está sendo utilizado duas barras, indicando o módulo do</p><p>número. O módulo de um número significa que estamos olhando apenas a</p><p>magnitude dele, desprezando o sinal.</p><p>%𝐸𝑟𝑟𝑜 = |</p><p>𝐼𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐼𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙</p><p>𝐼𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜</p><p>| 𝑥100</p><p>Pontas de prova</p><p>conectadas no</p><p>modo corrente</p><p>Chave seletora no</p><p>modo corrente</p><p>Multímetro conectado</p><p>em série com o circuito</p><p>Conectar os</p><p>terminais da</p><p>fonte</p><p>+</p><p>-</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 8</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>E) Utilizando os resultados experimentais, trace uma curva de corrente por</p><p>tensão, conforme demonstrado na figura abaixo, para os resultados teóricos</p><p>e experimentais.</p><p>Figura: Gráfico de relação entre tensão e corrente</p><p>F) Utilizando os valores de tensão e correntes obtidas experimentalmente,</p><p>calcule o valor real do resistor utilizado.</p><p>𝑅 =</p><p>Δ𝑉</p><p>ΔI</p><p>G) Calcule a potência dissipada pelo resistor em cada uma das medições, utilize</p><p>a equação: 𝑃 = 𝑉 ∙ 𝐼</p><p>Obs.: Para o circuito experimental meça a tensão da fonte e utilize a corrente</p><p>medida anteriormente. O Multisim não consegue medir potência, dessa</p><p>forma basta aplicar</p><p>a equação 𝑃 = 𝑉 ∙ 𝐼 nos valores obtidos.</p><p>V1</p><p>(V)</p><p>P (W) %Erro</p><p>Potência</p><p>Teórica</p><p>calculada</p><p>Potência</p><p>Simulada no</p><p>Multisim</p><p>Potência</p><p>Experimental</p><p>utilizando o</p><p>laboratório</p><p>Erro experimental</p><p>%Erro</p><p>0</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela: Valores obtidos</p><p>H) Justifique a diferença entre os valores experimentais e teóricos.</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 9</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>EXPERIÊNCIA 2: DIVISOR DE TENSÃO</p><p>Dado o circuito a seguir, obtenha as tensões nos resistores R1 (VR1), R2 (VR2)</p><p>e R3 (VR3) e a corrente I.</p><p>Figura: Montagem do circuito para o experimento de divisor de tensão</p><p>Considere os seguintes resistores: R1 = 1 kΩ, R2 = 2,2 kΩ e R3 = 4,7 kΩ</p><p>A) Calcule o valor teórico de cada uma das tensões e corrente do circuito.</p><p>Valores Teóricos</p><p>V1 (V) VR1 (V) VR2 (V) VR3 (V) I (A)</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela: Tabela de resultados teóricos</p><p>B) Utilizando o Multisim, simule o circuito modificando os parâmetros de tensão</p><p>e preencha a tabela. Para realizara a simulação fique atento às referências</p><p>das pontas de prova do simulador.</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 10</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>Figura: Simulação do circuito no Multisim</p><p>Valores Simulados</p><p>V1 (V) VR1 (V) VR2 (V) VR3 (V) I (A)</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela: Resultados obtidos por simulação</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 11</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>C) Realize os seguintes procedimentos experimentais:</p><p>NOTA: Incluir fotos de todos os circuitos montados no relatório!</p><p>1. Monte o circuito conforme indicado.</p><p>2. Conecte a fonte de tensão simétrica ou ajustável ao circuito</p><p>Figura 9: Circuito com resistores em série montado no protoboard</p><p>3. Com o auxílio do multímetro, meça as tensões elétricas</p><p>solicitadas. Coloque o multímetro no modo tensão e posicione as</p><p>pontas de prova do multímetro em paralelo com cada um dos três</p><p>resistores. Veja na figura abaixo, como posicionar as pontas de prova</p><p>sobre cada um dos resistores para medir.</p><p>ATENÇÃO: Para medir TENSÂO elétrica em um circuito, o</p><p>multímetro deve ser sempre conectado em PARALELO com o</p><p>circuito ou componente. Nunca tente medir tensão em série com</p><p>o circuito, correndo o risco de queimar o equipamento.</p><p>Conectar os</p><p>terminais da</p><p>fonte</p><p>+</p><p>-</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 12</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>Figura 10: Realização das medidas de tensão do circuito série</p><p>4. Meça a corrente elétrica com o auxílio do multímetro. Posicione</p><p>a chave seletora no modo corrente, abra o circuito e conecte as</p><p>pontas de prova do multímetro em série com os resistores, assim</p><p>como realizado no experimento 1.</p><p>ATENÇÃO: Para medir corrente elétrica em um circuito, o</p><p>multímetro deve ser sempre conectado em SÉRIE com o circuito.</p><p>Nunca tente medir corrente elétrica em paralelo, correndo o risco</p><p>de queimar o equipamento.</p><p>Pontas de prova do</p><p>multímetro em paralelo</p><p>com o resistor</p><p>Conectar os</p><p>terminais da</p><p>fonte</p><p>+</p><p>-</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 13</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>Valores Experimentais</p><p>V1 (V) VR1 (V) VR2 (V) VR3 (V) I (A)</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela 4: Valore obtidos experimentalmente</p><p>D) Calcule o erro experimental:</p><p>%𝐸𝑟𝑟𝑜 = |</p><p>𝐼𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐼𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙</p><p>𝐼𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜</p><p>| 𝑥100</p><p>%Erro</p><p>V1 (V) %EVR1 %EVR2 (V) %EVR3 (V) %Ecorrente</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela 5: Cálculo do erro experimental</p><p>E) Justifique a diferença entre os valores experimentais e teóricos.</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 14</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>EXPERIÊNCIA 3: DIVISOR DE CORRENTE</p><p>Dado o circuito a seguir, obtenha as correntes em cada um dos ramos.</p><p>Figura: Montagem do circuito para o experimento de divisor de corrente</p><p>Considere os seguintes resistores: R1 = 1k Ω, R2 = 2,2 kΩ e R3 = 4,7 kΩ</p><p>A) Calcule a tensão teórica de cada uma das tensões e corrente solicitadas.</p><p>Valores Teóricos</p><p>V1 (V) IR1 (A) IR2 (A) IR3 (A)</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela: Valores de corrente elétrica calculadas</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 15</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>B) Utilizando o Multisim, simule o circuito modificando os parâmetros de tensão</p><p>e preencha a tabela.</p><p>Valores Simulados</p><p>V1 (V) IR1 (A) IR2 (A) IR3 (A)</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela: Valores de corrente elétrica obtidas por simulação</p><p>C) Realize os seguintes procedimentos experimentais:</p><p>NOTA: Incluir fotos de todos os circuitos montados no relatório!</p><p>1. Monte o circuito conforme indicado</p><p>2. Conecte a fonte de tensão conforme indicado na figura.</p><p>Figura 13: Circuito com resistores em paralelo montado no protoboard</p><p>Conectar os</p><p>terminais da</p><p>fonte</p><p>+</p><p>-</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 16</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>3. Meça a corrente elétrica solicitadas.</p><p>Abra o circuito e conecte o multímetro em série com cada um dos</p><p>resistores.</p><p>ATENÇÃO: Para medir corrente elétrica em um circuito elétrico,</p><p>o multímetro deve ser sempre conectado em série com o circuito.</p><p>Nunca tente medir corrente elétrica em paralelo, correndo o risco</p><p>de queimar o equipamento.</p><p>Figura: Conexão do multímetro no circuito para obter os valores de corrente</p><p>Valores Experimentais</p><p>V1 (V) IR1 (A) IR2 (A) IR3 (A)</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela: Valores de corrente obtidas experimentalmente</p><p>4.7k</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 17</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>D) Calcule o erro experimental:</p><p>%𝐸𝑟𝑟𝑜 = |</p><p>𝐼𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐼𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙</p><p>𝐼𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜</p><p>| 𝑥100</p><p>%Erro</p><p>V1 (V) %EIR1 %EIR2 (V) %EIR3 (V)</p><p>5</p><p>10</p><p>12</p><p>Tabela: Cálculo do erro experimental</p><p>E) Justifique a diferença entre os valores experimentais e teóricos.</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 18</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>EXPERIÊNCIA 4: EQUIVALENTE DE THEVENIN</p><p>Dado o circuito abaixo, responda os itens a seguir e preencha a tabela:</p><p>Figura 1: Circuito elétrico</p><p>A) Utilizando o método de análise nodal, calcule os valores teóricos de todas</p><p>as correntes, tensões circuito e obtenha circuito equivalente de Thévenin.</p><p>B) Utilizando o Multisim, simule o circuito e obtenha os valores das correntes,</p><p>tensões e a tensão equivalente de Thévenin.</p><p>C) Utilizando o multímetro, meça os valores das correntes, tensões nos</p><p>resistores, da tensão equivalente de Thévenin ne da resistência equivalente</p><p>de Thévenin.</p><p>1. Monte o circuito conforme indicado na figura acima</p><p>2. Utilize as tensões de 12V e 5V da fonte simétrica</p><p>3. Meça as tensões e correntes seguindo todas as recomendações dos</p><p>experimentos anteriores</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 19</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>Figura – Circuito montado na protoboard</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 20</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>I (A) %Erro</p><p>A</p><p>Teórica</p><p>calculada</p><p>B</p><p>Simulada no</p><p>Multisim</p><p>C</p><p>Experimental</p><p>D</p><p>Erro experimental</p><p>%𝐸 = |</p><p>𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐸𝑥𝑝</p><p>𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜</p><p>| . 100</p><p>I1</p><p>I2</p><p>I3</p><p>I4</p><p>I5</p><p>V1</p><p>V2</p><p>VR1</p><p>VR2</p><p>VR3</p><p>VR4</p><p>VR5</p><p>VR6</p><p>VTh</p><p>Pró-reitoria de EaD e CCDD 21</p><p>Disciplina de Circuitos Elétricos I</p><p>Prof. Dr. Felipe Neves</p><p>1. INFORMAÇÕES ADICIONAIS</p><p>O intuito desta atividade é que você escreva com as suas palavras sobre os</p><p>assuntos solicitados e aprenda a como escrever um relatório técnico ou um artigo.</p><p>É importante ressaltar que é considerado plágio quando se usa um texto</p><p>exatamente igual a um já existente. Acima de 5 palavras idênticas e na mesma</p><p>sequência em uma frase, essa frase é considerada que foi plagiada. Em um</p><p>trabalho acadêmico, deve-se ler diversos textos de referência e reescrever com as</p><p>suas palavras tudo o que foi entendido. É possível fazer citação de trechos de um</p><p>texto, mas mesmo com citação é preciso ter o cuidado para que o seu trabalho não</p><p>seja uma cópia idêntica (PORTAL EDUCAÇÃO, 2018).</p><p>2. Referencias</p><p>BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. Dispositivos Eletrônicos e Teoria</p><p>de Circuitos. 11ª ed. São Paulo: Pearson, 2013.</p><p>PORTAL EDUCAÇÃO. O Crime de Plágio. Disponível em:</p><p><https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/direito/o-crime-de-</p><p>plagio/50044>, acesso em 11 de junho de 2018.</p>