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Roteiro Aula Prática FÍSICA GERAL Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL Unidade: U4_PRINCÍPIOS DA ELETRICIDADE Aula: A4_CIRCUITOS ELÉTRICOS Tempo previsto de execução de aula prática: 5h OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática: O objetivo da aula prática consiste em medir a tensão elétrica, ou diferença de potencial elétrico (d.d.p.), entre dois pontos de um circuito elétrico utilizado um multímetro e comparar as características de associações de lâmpadas em série, paralelo e mistas. INFRAESTRUTURA Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos: LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA Equipamentos: • Computador com acesso à internet ~ 1 unid. 1 aluno SOLUÇÃO DIGITAL Infraestrutura mínima necessária para execução. Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Associação em Série de Resistores”. O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado por computador, não deve ser acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao simulador será um pouco mais lento, pois alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo acesso, a velocidade de abertura dos experimentos será mais rápida. O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA. EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s. 2 PROCEDIMENTOS PRÁTICOS Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual) ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE DE RESISTORES Atividade proposta: Montar circuitos elétricos em série e em paralelo e avaliar como as ligações afetam os valores de tensão e corrente. Procedimentos para a realização da atividade: Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE DE RESISTORES, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade. Clicando no link do experimento, abrirá a tela inicial do laboratório virtual. Clicando em “Modo experimento” abrirá uma tela com indicações de como utilizar o mouse. 3 Ao fechar essa tela no “x”, teremos a tela inicial do experimento: Esse experimento é composto de 3 fases: associação de resistores em série, paralelo e misto. Vamos iniciar o experimento pela FASE 1 – ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE. ➔ Montando o experimento: Posicione a ponte no quadro elétrico clicando com o botão direito do mouse na ponte desejada e selecione a opção “Posicionar no borne”. Posicione a ponte no borne clicando com o botão esquerdo do mouse na posição desejada. Para associação em série, posicione a ponte no borne 1. 4 Posicione as lâmpadas no quadro elétrico clicando com o botão direito do mouse na lâmpada desejada e selecione a opção “Posicionar no borne”. Posicione as lâmpadas no borne clicando com o botão esquerdo do mouse na posição desejada. Para este experimento, será posicionado nos bornes 3, 5, 6 e 7. 5 Visualize o quadro elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Quadro” localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Se preferir, também pode ser utilizado o atalho do teclado “Alt+2”. Ligue o equipamento clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a chave no quadro elétrico. Observe o resultado das lâmpadas. ➔ Ajustando o multímetro: Visualize o multímetro clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Multímetro” ou através do atalho do teclado “Alt+4”. 6 Ajuste o multímetro clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção “Medir tensão contínua”. ➔ Medição de tensão: Posicione as pontas de prova clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecione a opção “Posicionar no quadro”. Repita o procedimento para a ponteira negativa. 7 Meça a tensão na lâmpada 3 clicando com o botão esquerdo do mouse sobre os pontos 3A e 3B. Observe o valor de tensão no multímetro. Repita o procedimento anterior de medição para as lâmpadas 5, 6 e 7. Retire a lâmpada 6 clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar na mesa”. 8 Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada” ou através do atalho do teclado “Alt+1”. Posicione a ponte no borne clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar no borne”. Posicione a ponte no borne 6 do circuito clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele. Meça novamente a tensão nas lâmpadas 3, 5 e 7. 9 Com os dados coletados, construa uma tabela. Como exemplo de tabela, temos: Após a remoção da lâmpada 6, pode-se usar um exemplo de tabela do tipo: ➔ Medição de corrente elétrica: Retire as ponteiras de prova clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecione a opção “Posicionar na mesa”. Repita o procedimento para a ponteira negativa. 10 Visualize o multímetro clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Multímetro” ou através do atalho do teclado “Alt+4”. Ajuste o multímetro para medir corrente elétrica clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção “Medir corrente contínua”. Visualize o quadro clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Quadro” ou através do atalho do teclado “Alt+2”. 11 Retire a ponte clicando com o botão direito do mouse sobre o borne 6 e selecione a opção “Posicionar na mesa”. Observe o resultado. Visualize o multímetro clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Multímetro” ou através do atalho do teclado “Alt+4”. Posicione a ponta de prova no quadro clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar no quadro”. Repita o procedimento para a ponteira negativa. 12 Posicione as ponteiras no borne clicando com o botão esquerdo do mouse sobre 6A e 6B. Observe o resultado. Após a medição, posicione na mesa clicando com o botão direito do mouse nas pontas de prova do multímetro e selecione a opção “Posicionar na mesa”. Em seguida, reposicione a lâmpada clicando com o botão direito do mouse na lâmpada posicionada no borne 3 e selecione a opção “Reposicionar no borne”. 13 Reposicione a lâmpada clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o borne 6. Visualize o multímetro clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Multímetro” ou através do atalho do teclado “Alt+4”. Posicione a ponteira de prova no quadro clicando com o botão direito do mouse sobre a ponteira e selecione a opção “Posicionar no quadro”. 14 Posicione as pontas de prova do multímetro clicando com o botão esquerdo do mouse no borne 3. Observe o resultado. Repita o procedimento anterior para os bornes 5 e 7. ➔ Desmontando o experimento: Posicione as pontas de prova clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecione a opção “Posicionar na mesa”. 15 Posicione todas as lâmpadas clicando com o botão direito do mouse nelas e selecione a opção “Posicionar na mesa”. Posicione a ponte conectada no quadro de volta para a mesa clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar na mesa”. Desligue o quadro clicando com o botão esquerdo do mouse no botão “Liga-Desliga” do quadro elétrico. 16 Finalizada a Fase 1, vamos para a FASE 2 – ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO. ➔ Montando o experimento: Posicione a ponte no borne clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar no borne”. Posicionea ponte no borne clicando com o botão esquerdo do mouse na posição desejada. Para a associação em paralelo, posicione nos bornes 1, 5, 6 e 7. Posicione a lâmpada no borne clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar no borne”. 17 Posicione a ponte no borne clicando com o botão esquerdo do mouse na posição desejada. Para a associação em paralelo serão usados os bornes 2, 3 e 4. Visualize o quadro elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Quadro” ou através do atalho do teclado “Alt+2”. Ligue o quadro elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o botão “LigaDesliga”. 18 ➔ Ajustando o multímetro: Visualize o multímetro clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Multímetro” localizada no menu de câmeras ou através do atalho do teclado “Alt+4”. Meça tensão com o multímetro clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção “Medir tensão contínua”. ➔ Medindo a tensão: 19 Posicione as ponteiras de prova no quadro clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecione a opção “Posicionar no quadro”. Repita o procedimento para a ponteira negativa. Posicione as ponteiras de prova no quadro clicando com o botão esquerdo do mouse sobre os pontos 2A e 2B respectivamente. Observe o resultado no multímetro. Repita o procedimento anterior para as lâmpadas 4 e 3. Retire a lâmpada 3 clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar na mesa”. Observe o resultado. 20 Com os dados coletados, construa uma tabela. Como exemplo de tabela, temos: ➔ Desmontando o experimento: Realize o mesmo procedimento apresentado na fase 1 para posicionar todas as lâmpadas e pontes de volta para a mesa e desligar o quadro elétrico. Também posicione as pontas de prova do multímetro de volta para a mesa. Finalizada a fase 2, vamos dar início à FASE 3 – ASSOCIAÇÃO MISTA DE RESISTORES. ➔ Montando o experimento: Posicione as pontes no quadro elétrico clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecione a opção “Posicionar no borne”. Posicione as pontes nos bornes 1, 6 e 7 do quadro elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse sobre eles. 21 Posicione as lâmpadas no quadro elétrico clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecione a opção “Posicionar no borne”. Posicione as lâmpadas nos bornes 2, 3, 4 e 5 do quadro elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse sobre eles. Visualize o quadro elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Quadro” ou através do atalho do teclado “Alt+2”. 22 Ligue o quadro elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o botão “LigaDesliga”. ➔ Analisando o circuito: Posicione a lâmpada do borne 3 na mesa clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar na mesa”. Observe o que acontece com a luminosidade. Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada” ou através do atalho do teclado “Alt+1”. 23 Posicione novamente a lâmpada no borne 3 clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar no Borne”. Posicione novamente a lâmpada clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o borne 3. Repita o procedimento anterior e retire as lâmpadas 2 e 4, em seguida observe o que acontece com a luminosidade. Depois, devolva as lâmpadas ao borne. ➔ Medidas de tensão: 24 Visualize o multímetro clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Multímetro” ou através do atalho do teclado “Alt+4”. Posicione a ponteira de prova no borne clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção “Posicionar no quadro”. Repita o procedimento para a ponteira negativa. Meça a tensão nos terminais do borne 2 clicando com o botão esquerdo do mouse sobre os pontos 2A e 2B respectivamente. 25 Verifique a tensão medida no multímetro. Reposicione as pontas de prova no quadro elétrico para verificar a tensão nas lâmpadas dos bornes 3, 4 e 5. Em seguida, verifique as tensões entre os terminais 4A e 5B. Observe o resultado. Com os dados coletados, construa uma tabela. Como exemplo de tabela, temos: ➔ Avaliando os resultados: Com base nos dados obtidos, responda as questões seguintes para cada fase do experimento. FASE I 1. Preencha a tabela com os resultados obtidos durante o passo Medindo a tensão. 2. Preencha a tabela com os resultados obtidos durante o passo Medindo a tensão, após a remoção da lâmpada do borne 6. 3. Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em série a soma das tensões elétricas sobre cada componente (lâmpada) é igual a tensão elétrica total atuante no circuito.” 4. Caso um circuito possuísse 20 lâmpadas em série e uma das lâmpadas “queimasse”, o que aconteceria com as demais lâmpadas do circuito? Justifique a sua resposta. 5. Qual a corrente equivalente que percorre este circuito? 6. Como é o comportamento da corrente elétrica no circuito que você montou? Explique. FASE II 1. Preencha a tabela com os resultados obtidos durante o passo 3 Medindo a tensão. 26 2. Com base em suas medições, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em paralelo os componentes do circuito ficam submetidos a uma mesma tensão elétrica”. 3. Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em paralelo, a retirada de um dos componentes do circuito (lâmpadas) não interrompe o funcionamento dos demais componentes.” FASE III 1. Em relação a luminosidade observada pelas lâmpadas ao final do passo 1 montado o experimento, foi possível observar alguma diferença entre elas? Em caso afirmativo, qual foi a diferença? Justifique. 2. Preencha a tabela com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão). 3. Qual foi a tensão medida entre os terminais 2A e 5B? Utilizando seus conhecimentos sobre circuitos elétricos e associação de resistores, explique como a tensão fornecida pela fonte é dividida entre as lâmpadas do circuito montado no passo 1. Checklist: ✓ Acessar seu AVA; ✓ Clicar no link do experimento ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE DE RESISTORES; ✓ Desenvolver as 3 fases do experimento: associação em série, em paralelo e mista; ✓ Obter os dados experimentais; ✓ Finalizar o experimento; ✓ Avaliar os Resultados. RESULTADOS Resultados de Aprendizagem: Como resultados dessa prática será possível medir a tensão elétrica, ou diferença de potencial elétrico (d.d.p.), entre dois pontos de um circuito elétrico utilizado um multímetro; medir a corrente elétrica de um circuito elétrico utilizado um multímetro; comparar as características de associações de lâmpadas em série, paralelo e mistas. ESTUDANTE, VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática: Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb. 27 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Descrição (em abnt) das referências utilizadas 28