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1 Experimento 31 – Corrente Elétrica E. J. Nogueira Centro Universitário Uninter PAP – Av. Anhanguera – CEP 74.075-010 – Goiânia – GO - Brasil e-mail: eduardo.hardel@gmail.com Resumo. Este experimento tem como objetivo estudar o comportamento da corrente elétrica ao passar por dispositivos elétricos passivos (resistores), analisando o comportamento da corrente em associações série e em associações paralelo. Palavras chave: Resistor, série, paralelo, corrente, diferença de potencial. Introdução A energia elétrica é uma forma de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia. É a forma de energia que o homem mais depende e utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de transporte e baixo índice de perda energética durante conversões. As principais formas de aquisição da energia elétrica são através de usinas termoelétricas, usinas hidroelétricas, usinas eólicas e usinas termonucleares. A geração de energia elétrica pode se dar mediante diferentes tecnologias. As principais aproveitam um movimento rotatório para gerar corrente alternada em um alternador. O movimento rotatório pode provir de uma fonte de energia mecânica direta, como a corrente de uma queda d'água ou o vento, ou de um ciclo termodinâmico. O calor deste processo se obtém mediante a queima de combustíveis fósseis, as reações nucleares ou outros processos. Procedimento Experimental 1-Primeiramente iniciarmos o Virtual Physics é necessário clicar em Electric Current na lista de experimentos. O programa mostra a bancada de circuitos elétricos (Circuits), conforme a figura 1. Fig. 1 – Aspecto inicial da tela do Laboratório Virtual Neste experimento temos três circuitos montados no protoboard (matriz de contatos), um resistor simples, três resistores em série e um circuito misto. Inicialmente conecte a alimentação (gerador de função) ao circuito que se pretende estudar. Utilizando os instrumentos de medição, o osciloscópio e o multímetro, medimos a intensidade de corrente elétrica em diferentes pontos do circuito simples, e em seguida irá medimos a corrente elétrica em diferentes pontos dos outros tipos de circuito. 2-Alteramos para 20V a tensão de alimentação fornecida pelo gerador de função que está conectado ao resistor simples e que estava ajustada para 12 V DC. 3-Com a alimentação selecionada para 20V, apertamos o botão verde (On/Off), com o multímetro no modo de amperímetro (I DC) para medir corrente ampères (A), medimos a corrente em um resistor de 100Ω e anotamos na tabela 1. Tabela 1- Correntes medidas no resistor de 100Ω Resistor Corrente de entrada Corrente de saída 100Ω 0,200A 0,200A 4- Em seguida montamos uma associação série de resistores, conforme o esquema da figura 2. Fig. 2 – Associação de três resistores em série. 5-Medimos a corrente que entra e acorrente que sai em cada um deles e montamos a tabela 2. Ao observarmos a tabela 2, podemos concluir que, em um circuito série, a corrente é a mesma em qualquer ponto do circuito. 2 Tabela 2 – Correntes de entrada e de saída em cada resistor da associação série. Resistor Corrente de entrada Corrente de saída 150Ω 0,047A 0,047A 180Ω 0,047A 0,047A 100Ω 0,047A 0,047A 6- Na sequência montamos uma associação série de resistores, conforme o esquema da figura 3. Fig. 3 – Associação de três resistores em paralelo. Os valores medidos foram anotados na tabela 3. Tabela 3 - Correntes de entrada e de saída em cada resistor da associação paralelo. Resistor Corrente de entrada Corrente de saída 1kΩ 0,020A 0,020A 200Ω 0,100A 0,100A 500Ω 0,040A 0,040A Análise e conclusão Pela análise dos dados coletados, podemos concluir que: 1- Em um circuito série a corrente é a mesma em qualquer ponto do circuito. Em qualquer um dos resistores a corrente de entrada e a de saída apresentam um valor único. 2- A diferença de potencial em cada resistor num circuito em paralelo é a mesma para todos os resistores enquanto a corrente em cada resistor é inversamente proporcional ao valor do mesmo. 3- Podemos calcular ou medir o valor da resistência equivalente e substituir a associação por um único resistor de resistência igual à que foi calculada ou medida (será o resistor equivalente). 4- Podemos fazer uma analogia entre corrente elétrica e corrente hidráulica e afirmar que a corrente elétrica em um condutor é análoga ao fluxo de água em um cano. 5- Quanto à diferença entre corrente elétrica convencional e corrente elétrica real ou eletrônica, podemos afirmar que: A corrente elétrica convencional flui do positivo do gerador, percorrendo o circuito e chegando ao polo negativo do gerador (figura 4). A corrente real sai do negativo do gerador, percorre o circuito e entra no polo positivo do gerador (figura 5). Na primeira, temos em mente o fluxo de cargas positivas através do circuito, enquanto na segunda temos em mente o fluxo de cargas negativas (elétrons). Fig. 4 – Sentido convencional da corrente elétrica. Fig. 5 – Sentido real da corrente elétrica. Referências [1] YOUNG, Hugh D. e FREEDMAN, Roger A. - “Física III - Eletromagnetismo” - Pearson – 12ª edição. [2] PEARSON – “Manual do Virtual Lab Física”.
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