Experimento 1 - Procedimento

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ENE0282 
Laboratório de Circuitos Elétricos 
 
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Experimento 1: Medição de Tensão, Corrente e Leis 
Básicas de Circuitos 
Instruções 
Verifique o número de sua bancada associado a seu nome no site da disciplina no MS Teams. 
As atividades apresentam nomenclaturas específicas e devem ser usadas no relatório para facilitar 
a correção: T2a indica o item a da atividade 2 de perfil teórico, A3b segue a mesma lógica para 
uma análise/resposta a uma pergunta, e E3c refere-se a uma atividade experimental. 
A folha com a tabela de resultados pode ser anexada a seu relatório assim como o pré-relatório. 
 
Apoio Teórico 
Resistores 
Os resistores são componentes elétricos caracterizados pelo grau de resistência ao tráfego de cargas 
elétricas pela seção transversal de um condutor elétrico por unidade de Volts. Esta resistência ao fluxo 
de cargas tem como efeito fundamental a dissipação térmica de energia. A resistência 𝑅 de um resistor 
é medida em Ω e sua identificação em elementos discretos é padronizada conforme o seguinte código 
de cores: 
 
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Fontes 
Nos circuitos elétricos os elementos ativos são usados, de uma forma geral, para fornecer 
energia ao resto do circuito. Uma fonte de alimentação DC fornece uma tensão constante e pode ser 
usada não só como fonte de tensão, mas também como fonte de corrente, quando dispõe de circuito 
limitador de máxima corrente de saída. Uma fonte de alimentação ideal deve manter a tensão 
especificada independentemente da corrente fornecida pela fonte. Entretanto, em uma fonte de 
alimentação real, em geral, esta condição só pode ser aproximada dentro de determinadas condições. 
As fontes reais têm uma resistência interna associada. 
Multímetro 
Entre os medidores usados em medidas elétricas tem-se o multímetro. O multímetro é um 
instrumento de medição que combina várias funções em um único dispositivo. As funções mais 
básicas são: voltímetro, amperímetro e ohmímetro (ou seja, medições de tensão, corrente e 
resistência). Outras funções comumente encontradas em multímetros são a medida de capacitância, 
indutância, parâmetros de diodos e transistores, temperatura e frequência. Os multímetros fornecem 
informação numérica (medição) de um sinal aplicado. 
 Para realizar essas medidas, é necessário saber como o equipamento deve ser ligado e em 
quais situações. No caso em que o multímetro é utilizado como um ohmímetro, ele sempre se liga aos 
dois terminais do resistor. A medida de resistência deve ser realizada com o circuito desligado e, 
quando se deseja medir a resistência de um componente, o mesmo deve estar desconectado do 
restante do circuito, uma vez que outros componentes em paralelo com o resistor sendo medido 
podem alterar a medida. Já para o caso do voltímetro, ele deve sempre ser ligado em paralelo com 
o componente sobre o qual se deseja medir a diferença de potencial (tensão). Para o caso do 
amperímetro, ele deve estar sempre em série com o componente, no ramo do circuito que se deseja 
medir a corrente. 
 É importante estar sempre atento à forma de interligação e a escala escolhida, já que a conexão 
de um amperímetro em paralelo ou a utilização do ohmímetro com o circuito ligado pode causar 
danos ao multímetro ou aos componentes do circuito (em caso de circuitos reais). 
Ricardo Parreira da Silva
Ricardo Parreira da Silva
Ricardo Parreira da Silva
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Figura F.1: Voltímetro (b) e amperímetro (c) e suas conexões com o circuito (a). 
 
Leis de Kirchhoff 
As Leis de Kirchhoff descrevem como as tensões se comportam em percursos fechados 
(conhecidos como laços) e como as correntes se comportam em junções (conhecidos como nós) de 
componentes. Estas leis são obtidas diretamente da eletrostática (Lei das Tensões de Kirchhoff) e da 
Magnetostática (Lei das Correntes de Kirchhoff). Nos circuitos elétricos os elementos ativos são 
usados de uma forma geral para fornecer energia ao resto do circuito. A Lei das Tensões de Kirchhoff 
(LTK) diz que a soma das tensões em um laço é zero: 
∑𝑉 = 0 (1) 
Já a Lei das Correntes de Kirchhoff (LCK) diz que a soma das correntes que entram em um 
nó é igual a soma das correntes que sai do nó, ou seja, se indicarmos correntes positivas como 
entrando no nó e negativas como saindo do nó, a soma das correntes que entram e saem de um nó é 
zero: 
∑ 𝐼 = 0 (2) 
Potência 
A potência em circuitos é dada pelo produto da corrente pela tensão no elemento. 
𝑃 = 𝑣(𝑡)𝑖(𝑡) (3) 
Esta potência (3) é conhecida como potência instantânea, diferente da potência média: 
 𝑃𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
1
𝑇
∫ 𝑣(𝜏)𝑖(𝜏)𝑑𝜏
𝑡+𝑇
𝑡
 (4) 
A potência instantânea em circuitos de corrente contínua é igual a potência média, pois 𝑣(𝑡) =
𝑉𝐷𝐶 e 𝑖(𝑡) = 𝐼𝐷𝐶, mas isto não é verdade em circuitos de corrente alternada. 
 
Circuito V
+
_
Elemento 
de circuito
I
(a)
Circuito VoltímetroV
+
_
V
I
(b)
Circuito
Amperímetro
V
+
_
I
A
(c)
Ricardo Parreira da Silva
Ricardo Parreira da Silva
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Lei de Ohm 
 Um resistor linear tem equação constitutiva dada pela Lei de Ohm: 
𝑉 = 𝑅𝐼 (5) 
onde 𝑅, como já falado, é o valor da resistência do elemento. Geralmente utilizamos resistores 
comerciais sob a forma de resistores de fio e de resistores de carbono. Se por um resistor passa uma 
corrente 𝐼, produzindo uma tensão 𝑉, esse resistor estará consumindo uma potência 𝑃: 
𝑃 = 𝑉𝐼 
𝑉=𝑅𝐼
→ 𝑃 = 𝑅𝐼2 =
𝑉2
𝑅
 (6) 
No SI, a unidade de medida de potência é o Watt (símbolo: W). Se um resistor consome uma 
potência 𝑃 durante um período de tempo 𝑇, ele consome uma quantidade de energia 𝑃 × 𝑇. No SI, a 
unidade de medida de energia é o joule (símbolo: J): 1 J = 1 Ws. A energia elétrica consumida por 
um resistor de carbono é transformada em calor. 
 
Equipamentos Utilizados 
• Multímetro AGILENT 34411A 
• Gerador de Funções AGILENT 33210ª 
• Componentes listados nos parâmetros do experimento do Grupo. 
Procedimento Experimental 
 
1. Utilizando o arquivo “Parâmetros do Experimento por Grupo.pdf”, o número de sua bancada (ou 
grupo indicada no arquivo) e o código de cores, colete as resistências 𝑅1, 𝑅2 e 𝑅3 que você irá 
utilizar neste experimento indicando seus valores nominais na Tabela P.1. 
Utilizando o ohmímetro (do multímetro) em paralelo com cada um dos resistores, confira os 
valores experimentais e calcule os erros em relação aos valores nominais. Preencha a Tabela P.1. 
A1) Avalie os erros em relação à margem de tolerância dos resistores e suas possíveis causas. 
2. Com os três resistores, monte em um protoboard o circuito mostrado na figura abaixo. Como fonte 
de tensão DC, utilize a saída de 6 V da fonte Agilent E3631A. 
 
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Utilizando o multímetro como voltímetro, preencha a Tabela P.2 com o valor das tensões 𝑉𝑎𝑏, 𝑉𝑎𝑐 
e 𝑉𝑏𝑐. A2) Demonstre que os valores medidos confirmam a lei das tensões de Kirchhoff, uma das 
leis básicas de circuitos elétricos. 
 
3. Utilizando o multímetro como amperímetro, preencha a Tabela P.3 com o valor das correntes 𝐼1, 
𝐼2 e 𝐼3. A3) Demonstre que os valores medidos confirmam a lei das correntes de Kirchhoff, outra 
lei básica de circuitos elétricos. 
 
4. Note que: 
𝑉𝑎𝑏 = 𝑅1𝐼1 𝑉𝑏𝑐 = 𝑅2𝐼2 𝑉𝑏𝑐 = 𝑅3𝐼3 
Esses resultados confirmam a lei de Ohm. Preencha a Tabela P.4 com a diferença entre as tensões 
medidas e calculadas pela Lei de Ohm. 
 
5. Os resistores 𝑅2 e 𝑅3, ligados em paralelo, formam um conjunto que tem uma resistência 
equivalente 𝑅𝑒𝑞 dada por: 
𝑉𝑏𝑐
𝐼1
= 𝑅𝑒𝑞 =
𝑅2𝑅3
𝑅2 + 𝑅3
 
Já a razão tensão por corrente na entrada é conhecida como resistência de entrada Rin. No caso, o 
valor da mesma é dado por: 
𝑉𝑎𝑐
𝐼1
= 𝑅𝑖𝑛 =𝑅1 +
𝑅2𝑅3
𝑅2 + 𝑅3
 
Confirme isso, calculando 𝑅𝑒𝑞 , 𝑅𝑖𝑛 e verificando experimentalmente que 𝑉𝑏𝑐 𝐼1⁄ = 𝑅𝑒𝑞 e 𝑉𝑎𝑐 𝐼1⁄ =
𝑅𝑖𝑛. Com os dados calculados e medidos preencha a Tabela P.5. 
 
A5) Pesquise o conceito de resistência/impedância de entrada 𝑅𝑖𝑛 de um determinado circuito. 
6. Determine a potência dissipada em cada um dos resistores e a fornecida pela fonte ao circuito. 
Preencha a Tabela P.6. 
 
A6) Como se explica a transformação de potência elétrica em térmica em circuitos resistivos? 
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Conclua seu trabalho 
 
Cálculos Teóricos (Individual!!! Trazer pronto de casa!!!) 
Apresente os cálculos com as deduções dos itens de cada atividade: 
T2a) 𝑉𝑎𝑏; T2b) 𝑉𝑎𝑐; T2c) 𝑉𝑏𝑐 
T3a) 𝐼1; T3b) 𝐼2; T3c) 𝐼3 
T6a) 𝑃𝑅1; T6b) 𝑃𝑅2; T6c) 𝑃𝑅3; T6d) 𝑃fornecida