Atividade Estruturada eletricidade aplicada

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Atividade Estruturada nº 1
Título: CONCEITOS BÁSICOS 
Objetivo: Fixar os conceitos básicos ministrados na primeira aula. 
Competências / Habilidades: Utilizar os conceitos básicos de tensão elétrica, corrente elétrica, resistência elétrica e lei de ohm para o cálculo de circuitos elétricos simples. 
Desenvolvimento: Pesquise, no livro texto ou em seu material de estudo e descreva o processo de condução da corrente elétrica em um material condutor de corrente elétrica.
 Responda as seguintes perguntas: 
Como se chama a lei que relaciona as três grandezas básicas em um circuito elétrico e quais são estas três grandezas? 
R: A Lei de Ohm. 
As três grandezas são: tensão, corrente e resistência.
V = R I
onde:
V é a diferença de potencial elétrico (ou tensão, ou ddp) medida em volt (V);
I é a intensidade da corrente elétrica medida em ampère (A) e
R é a resistência elétrica medida em ohm (Ω).
Por um resistor conectado a um circuito circula uma corrente de 2,4 A. Qual é a quantidade de carga elétrica em coulombs que atravessa o resistor no período de 2 min.
R:
Qual é a característica principal da estrutura atômica de um material que faz com que ele seja bom condutor de eletricidade?
R: Nos condutores metálicos, existe, movimentando-se desordenadamente, uma verdadeira nuvem de elétrons, os elétrons livres. Eles são assim chamados porque pertencem à última camada da eletrosfera do átomo a que estão ligados, sendo essa ligação muito fraca, isto é, a força de atração eletrostática exercida pelo núcleo atômico não é suficiente para manter o elétron fortemente ligado ao átomo. Então, o elétron migra com certa facilidade de um átomo para outro. É isso que faz com que o material seja bom condutor elétrico.
Atividade Estruturada nº 2
Título: RESISTIVIDADE DE UM MATERIAL 
Objetivo: Verificar a influência da temperatura na resistência elétrica de um material. Competências / Habilidades: Desenvolver a capacidade pesquisar.
 Desenvolvimento: Faça uma pesquisa sobre a resistividade de um material condutor de eletricidade e a influência da temperatura na variação de sua resistência elétrica. A partir desta pesquisa determine o valor da resistência elétrica de um condutor de alumínio, com comprimento de 2750 m e seção circular com 2,8 mm de diâmetro, na temperatura de 48 ºC. Repita os cálculos para a temperatura de 64 ºC. A pesquisa pode ser feita no livro texto Introdução à Análise de Circuitos Robert L. Boylestad Ed. Prentice Hall ou em outro livro de eletricidade.
R: A resistividade de um material depende de alguns fatores como: 
• Temperatura em que se encontra o material; 
• O material que constitui o condutor; 
• O comprimento ℓ; 
 • A área da secção transversal.
Matematicamente temos que a resistividade de um material pode ser calculada a partir da seguinte equação:
Onde ℓ é o comprimento do material, R é a resistência do material e A é a área da secção transversal. 
Podemos perceber que a resistividade é diretamente proporcional à resistência que o material apresenta e inversamente proporcional ao seu comprimento. A unidade de resistividade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o ohm vezes metro (Ω.m), porém, na prática utiliza-se muito o ohm vezes centímetro (Ω.cm) e o Ω. mm2/m. 
Como a resistividade é dependente da temperatura, ela é apresentada na maioria das vezes a uma temperatura de 20 °C. Nos metais a resistividade aumenta com o aumento de temperatura, já nos semicondutores aumenta com a diminuição da temperatura. O melhor condutor elétrico à temperatura ambiente é o cobre.
Condutores Metálicos – Coeficiente de temperatura positivo;
Semicondutores – Coeficiente de temperatura negativo.
Atividade Estruturada nº 3
Título: MULTÍMETRO 
Objetivo: Fixar os conceitos ministrados na aula de laboratório com relação à utilização do multímetro.
 Competências / Habilidades: Desenvolver a capacidade de utilizar o multímetro. 
Desenvolvimento: Fazer uma pesquisa sobre multímetros digitais e analógicos e descrever as vantagens e desvantagens de cada um deles em relação ao outro. Descrever como se utiliza o multímetro digital e quais são os cuidados a serem observados nas medidas de tensão e nas medidas de resistência ôhmica. Descrever também como se faz e os cuidados a serem tomados para a medição de corrente elétrica.
MULTÍMETRO ANALÓGICO:
O multímetro analógico reinou absoluto durante muito tempo. Foi um dos primeiros sistemas de leitura para bancada. Com o tempo, vem perdendo espaço para os equipamentos digitais, mas não se engane: devido a características próprias, ainda é útil para o técnico, justificando sua utilização.
Vantagens do multímetro analógico:
O multímetro analógico possui um ponteiro que se movimenta para indicar sua leitura. Parece estranho, mas pense: durante a execução de música em um equipamento de áudio, qual permite uma melhor avaliação do sinal em execução: aqueles VU´s de ponteiro (volume unit, ou do português “unidade de volume”) ou um indicador numérico que fica alternando rapidamente os valores?
Um exemplo prático: imagine tentar descobrir um transistor com fuga de corrente em um circuito com um multímetro digital lendo com intervalos de varredura (leituras consecutivas) lentos o suficiente para que os valores se alterem e você não entenda o que está acontecendo.
Desvantagens do multímetro analógico: 
O que parece a maior vantagem na verdade é seu maior inimigo. A soma do ponteiro mais sua escala de leitura não são tão precisas quanto a leitura direta do multímetro digital. Normalmente é limitado na quantidade de escalas de leitura; possui uma isolação (impedância) muito baixa, correndo o risco de interferir no circuito e apresentar leituras erradas e como o ponteiro uma hora vai encontrar um fim de escala(a maior tensão ou corrente dentro de uma escala de leitura) um erro de utilização pode danificar definitivamente o equipamento(às vezes acontece do ponteiro entortar).
MULTÍMETRO DIGITAL:
Com o advento do display digital, mais especificamente o de cristal liquido (LCD, do inglês liquid crystal display) e do conversor analógico/digital, os multímetros ganharam uma nova dimensão: mostrar os valores lidos diretamente, com grau de precisão superior aos seus irmãos analógicos.
Vantagens do multímetro digital:
Como possui leitura baseada em componentes digitais, sua leitura é precisa. Devido aos mesmos componentes, a isolação (impedância) de entrada é alta, interferindo pouco nas leituras e proporcionando uma probabilidade menor de danificar o equipamento devido a um erro. 
Desvantagens do multímetro digital:
Como todo circuito baseado em leituras digitais, o multímetro precisa de um intervalo de tempo entre uma conversão analógico/digital e a seguinte. Isto provoca um efeito indesejável: a velocidade de resposta na maior parte das vezes é mais lenta que a velocidade do cérebro humano, provocando a indesejável sensação de que os números não param. Em circuitos com grandezas variando continuamente, torna-se quase impossível efetuar leituras, exigindo a utilização de multímetro analógico.
DICAS PRÁTICAS DE UTILIZAÇÃO DO MULTÍMETRO:
- nunca leia resistência em um circuito alimentado;
- procure sempre ter o componente fora da placa para leitura;
- no caso de componentes com dois terminais, se não for possível retirá-lo totalmente procure levantar um dos terminais para efetuar a leitura;
- no caso de componentes com mais de dois terminais, tente cortá-los em um ponto onde poderiam ser soldados novamente para poder efetuar leituras em aberto;
- antes de iniciar qualquer leitura, sempre coloque a chave seletora no maior valor possível da escala da grandeza que irá ler;
- para saber se uma ponta de prova está aberta, coloque o multímetro na menor escala de resistência e junte as pontas: você tem que obter uma leitura de resistência quase nula (próximo de zero);
- para evitar falsas leituras
no multímetro analógico quando visualizado de lado, use a escala espelhada para ver o ponto exato do ponteiro;
- o multímetro digital normalmente oscila sua leitura em escalas menores dificultando a compreensão dos valores; nesses casos uma solução é aumentar a escala até obter um valor fixo, canibalizando a precisão.
Como utilizar um multímetro digital:
Um multímetro digital oferece a facilidade de mostrar diretamente em seu visor, que chamamos de display de cristal líquido, ou simplesmente display, o valor numérico da grandeza medida, sem termos que ficarmos fazendo multiplicações (como ocorre com multímetros analógicos). Um multímetro digital pode ser utilizado para diversos tipos de medidas, agora iremos citar as três mais comuns: 
- tensão elétrica (medida em volts – V). 
- corrente elétrica (medida em amperes – A). 
- resistência elétrica (medida em Ohms – - letra ômega). 
Além destas ele pode ter escalas para outras medidas específicas como: temperatura, frequência, semicondutores (escala indicada pelo símbolo de um diodo), capacitância, ganho de transistores, continuidade (através de um apito), etc. 
Em multímetros digitais o valor da escala já indica o máximo valor a ser medido por ela, independente da grandeza. Temos abaixo uma indicação de valores encontrados na prática para estas escalas: 
Escalas de tensão contínua: 200mv, 2V, 20V, 1000V ou 200m, 2, 20, 1000. 
Escalas de tensão alternada: 200V, 750V ou 200, 750. 
Escalas de resistência: 200, 2000, 20K, 200K, 2M ou 200, 2K, 20K, 200K, 20000K. 
Escalas de corrente contínua: 200u, 2000u, 20m, 200m, 2A, 20A ou 200u, 2m, 20m, 200m, 2, 10. 
Escalas de corrente alternada: 2A, 10A ou 2,10. 
A seleção entre as escalas pode ser feita através de uma chave rotativa, chaves de pressão, chaves tipo H-H ou o multímetro pode mesmo não ter chave alguma, neste caso falamos que o multímetro digital é um equipamento de auto range, ou seja, ele seleciona a grandeza e a escala que esta sendo medida automaticamente. Em alguns casos podemos encontrar multímetros que tem apenas uma escala para tensão, uma para corrente e uma para resistência, este tipo de multímetro também é auto range, nele não é preciso se procurar uma escala específica para se medir um determinado valor de tensão. 
Uma coisa muito importante ao se usar um multímetro digital é saber selecionar a escala correta para a medição a ser feita. Sendo assim podemos exemplificar algumas grandezas com seus respectivos nomes nas escalas: 
Tensão contínua = VCC, DCV, VDC (ou um V com duas linhas sobre ele, uma tracejada e a outra continua ). 
Tensão alternada = VCA, ACV, VAC (ou um V com um ~ sobre ele). 
Corrente contínua = DCA, ADC (ou um A com duas linhas sobre ele, uma tracejada e uma continua). 
Corrente alternada = ACA (ou um A com um ~ sobre ele). 
Resistência = Ohms.
Para medirmos uma tensão é necessário que conectemos as pontas de prova em paralelo com o ponto a ser medido. Se quisermos medir a tensão aplicada sobre uma lâmpada devemos colocar uma ponta de prova de cada lado da lâmpada, isto é uma ligação em paralelo. Para medirmos corrente com um multímetro digital, devemos colocar ele em série com o ponto a ser medido. Se quisermos medir à corrente que circula por uma lâmpada devemos desligar um lado da lâmpada, encostar-se a este ponto uma ponta de prova e a outra ponta deve ser encostado no fio que soltamos da lâmpada. Isto é uma ligação em série (é importante frisar que a maioria dos multímetros digitais só mede corrente contínua, portanto não devem ser usados para se medir a corrente alternada fornecida pela rede elétrica. Encontramos corrente contínua em pilhas. Dínamos e fontes de alimentação, que são conversores de tensão e corrente alternada em tensão e corrente contínua). Para medirmos resistência devemos desligar todos os pontos da peça a ser medida (uma lâmpada incandescente, por exemplo, deve estar fora do seu soquete) e encostarmos uma ponta de prova em cada lado da peça. No caso de uma lâmpada incandescente encostamos uma ponta de prova na rosca e outra na parte inferior e metálica do conector da lâmpada. 
Todas estas medidas devem ser feitas com critério e nunca devemos encostar as mãos em nenhuma ponta de prova durante uma medida, caso isto aconteça corremos o risco de levarmos um choque elétrico e/ou termos uma leitura errada. Treine bastante como manipular as pontas antes de começar a medir tudo por aí. Uma coisa importante de se perceber é que a grande maioria dos multímetros digitais tem 3 ou 4 bornes para a ligação das pontas de prova. Normalmente um é comum e os outros servem para medição de tensão, resistência e corrente. A indicação dos bornes sempre mostra para quais escalas eles podem ser usados. Preste atenção. Eis abaixo uns exemplos de como eles estão dispostos: 
Borne comum, normalmente indicado por COM – é onde deve estar sempre ligada a ponta de prova preta. 
Borne indicado por V/Ohms/mA – nele deve estar conectada a ponta de prova vermelha para a medição de tensão (contínua ou alternada), resistência e corrente na ordem de miliamperes. 
Borne indicado por A – a ponta de prova vermelha deve ser ligada nele para a medição de corrente contínua ou alternada (observação: a grande maioria dos multímetros digitais não mede corrente alternada, verifique se existe uma escala em seu instrumento para isto antes de fazer a medição). 
O quarto borne em um multímetro pode ser utilizado para a medição de correntes contínuas mais elevadas, como exemplo, até 10A. Neste caso a indicação no borne seria 10A ou 10 ADC.
Quando um multímetro apresenta escalas para medição de capacitância ou ganho (beta) de transistores normalmente eles têm conectores específicos para isto. Estes conectores estão indicados no painel do instrumento. É bom lembrar que capacitores devem ser sempre descarregados antes da medição. Para fazer isto coloque os seus dois terminais em curto usando uma chave de fenda (se o capacitor tiver mais de um terminal positivo ele devera ser colocado em curto com a terra individualmente). Multímetros digitais normalmente mostram uma indicação que a bateria está se esgotando, isto normalmente é feito, através de um símbolo de bateria que aparece continuamente ou que fica piscando no display. Quando isto ocorrer troque a bateria, multímetros digitais com bateria “fraca” costumam apresentar um grande erro em suas leituras. Caso a leitura precise ser monitorada durante um longo tempo este problema poderá fazer com que você acredite que uma tensão, ou corrente, está variando, quando ela está fixa e é a bateria do multímetro que está fraca. A chave de liga-desliga de um multímetro digital pode ser uma das posições da chave rotativa como pode ser uma chave ao lado do instrumento. Deixe sempre desligado o multímetro caso não o esteja utilizando. A maioria dos multímetros digitais que existem a venda são chamados de multímetros digitais de 3 ½ dígitos (3 dígitos e meio). Isto quer dizer que ele é capaz de medir grandezas de até 3 números completos mais meio número. Vamos exemplificar para ficar mais fácil: suponha que você vai medir uma tensão de 1250V na escala de 1500V, a leitura que aparecerá no display será de 1250, ou seja: 
- primeiro número = 1 - este dígito é considerado ½ dígito, pois não pode assumir outro valor maior que 1. 
- segundo número = 2 - este dígito é considerado um dígito inteiro, pois pode assumir valores entre 0 e 9. 
- terceiro número = 5 - este dígito é considerado um dígito inteiro, pois pode assumir valores entre 0 e 9. 
- quarto número = 0 - este dígito também é considerado um dígito inteiro, pois pode assumir valores entre 0 e 9. 
Ao ligar um multímetro de 3 ½ dígitos apareceram no display apenas três dígitos, mas não se assuste é assim mesmo (caso o tenha ligado em uma escala de tensão ou corrente, nas escalas de resistência aparecerá um número 1 no lado esquerdo do display).
Atividade Estruturada n º 4
Título: CIRCUITO SÉRIE 
Objetivo: Complementar o aprendizado de circuito elétrico com os
componentes conectados em série e divisor de tensão. 
Competências / Habilidades: Desenvolver a habilidade de calcular um circuito série. 
Desenvolvimento: Desenhar um circuito de corrente contínua com todos os elementos ligados em série, contendo duas fontes de tensão e quatro resistores, de forma que o valor da tensão total do circuito seja igual a 80 V e a corrente que circula no circuito seja um valor entre 2 mA e 4 mA. Os valores dos resistores devem ser múltiplos de qualquer um dos seguintes valores a seguir: 1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,4; 2,7; 3,3; 4,7; 6,8; 8,2. Exemplo: Um resistor pode ter 1,5 O ou pode ter 15 O. Atribuir o valor a cada fonte de tensão E1 e E2. Atribuir o valor a cada resistor R1, R2, R3, e R4.
R: 
 
Logo, deve possuir um valor entre e para que o valor da corrente elétrica seja satisfeita. O valor escolhido arbitrariamente foi o de .
Onde:
 , pois a soma das duas fontes deve ser .
 , múltiplo de 1,8
 , múltiplo de 1,5
, múltiplo de 1,2
 , múltiplo de 1 e a soma das 4 resistências vale , o valor escolhido.
, através da Lei de Ohm.
Atividade Estruturada nº 5
Título: LEI DE OHM 
Objetivo: Construir e obter informações do gráfico que representa a Lei de Ohm. 
Competências / Habilidades: Desenvolver a habilidade de trabalhar com gráficos. Definir através de um gráfico da lei de ohm, o valor de resistência em função das variações da corrente e da tensão. 
Desenvolvimento: Considere uma fonte de tensão contínua ligada a um resistor de resistência de valor desconhecido igual a R. Em série com o resistor tem um miliamperímetro para medir a corrente que passa pelo resistor e em paralelo com o resistor tem um voltímetro para medir a tensão aplicada no resistor. Variou-se a tensão da fonte de forma que no resistor se obteve os valores de tensão e de corrente que constam da tabela abaixo:
Construa um gráfico V (I) com os dados da tabela acima e a partir do gráfico determine o valor da resistência R.
R:
Para determinar R, será escolhido um e um arbitrários, que correspondem, respectivamente a e .
Atividade Estruturada nº 6
Título: CIRCUITO PARALELO 
Objetivo: Complementar o aprendizado de circuito paralelo e divisor de corrente. 
Competências / Habilidades: Desenvolver a habilidade de calcular os parâmetros de um circuito elétrico com os componentes conectados em paralelo.
 Desenvolvimento: Uma bateria fornece corrente para dois resistores ligados em paralelo como mostra a figura abaixo. O resistor da esquerda tem uma resistência de 60 O e o da direita tem valor igual a Rx. A corrente fornecida pela fonte é 1 A. Determine o valor de Rx e a potência consumida por Rx. Determine o valor do resistor Ry que colocado em paralelo com o circuito faz a corrente fornecida pela fonte dobrar de valor.
R:
RT = 60* RX = 60 * 15 = 12 Ω 
 60 + RX 60 + 15 
 
 V= R* I 
 
12 = 60* RX *1 
 60 + RX 
 
60*RX = 60+RX*12 
60RX= 12RX + 60 * 12 
60RX= 12RX + 720 
60RX – 12RX = 720 
48RX = 720 
RX= 720/48 = 15 Ω
RX= 720/48 = 15 Ω
V= R* I 
12 = 12* RY *2 => 12 = 12 RY => 6 = 12RY 
 12 + RY 2 12 + RY 12 + RY 
 
6( 12 + RY) = 12RY 
72 + 6RY = 12RY 
72 = 12RY – 6RY 
6RY = 72 
RY= 72/6 = 12 Ω
Atividade Estruturada nº 7
Título: POTÊNCIA ELÉTRICA EM CC
 Objetivo: Construir um gráfico da potência em função da corrente.
 Competências / Habilidades: Desenvolver a habilidade de trabalhar com gráficos. Definir através do gráfico o valor da corrente para determinado valor de potência. 
Desenvolvimento:
 1. Considere uma fonte de tensão contínua de valor ajustável em série com um resistor de 100 W.
 2. O valor da tensão da fonte vai variar de 2 em 2 V de zero até 10 V, e para cada valor de tensão a potência consumida pelo resistor vai ser calculada pela fórmula P = V 2 /R. 
3. Construa uma tabela em que uma coluna tenha o valor da tensão e na outra coluna o valor da potência, ou seja, para cada valor de tensão teremos um valor de potência. 
4. Construa um gráfico da potência dissipada em função da tensão aplicada no resistor de 100 W. P = f (V). No eixo vertical utilize uma escala de 0 a 1 W, com divisões de 0,1 W para a potência e no eixo horizontal uma escala de 0 a 10 V com divisões de 1 V. 
5. A curva obtida é linear? 
6. Usando o gráfico obtido, determine a tensão para a potência dissipada de 500 mW.
Resposta:
1) R= 100 
2) 
 => => => => 
3)
	TENSÃO (V)
	2
	4
	6
	8
	10
	POTÊNCIA(W)
	0,04
	0,16
	0,36
	0,64
	1
5) Não
6) 500x10^-3 = 
V²= 50
V= √50
V= 7,07
Atividade Estruturada nº 8
Título: CIRCUITO SÉRIE-PARALELO, CURTO CIRCUITO E CIRCUITO ABERTO
Objetivo: Reforçar o aprendizado da aula teórica. 
Competências / Habilidades: Desenvolver a habilidade de calcular os parâmetros de um circuito elétrico.
Desenvolvimento: Para o circuito mostrado na figura abaixo: 
1. Determine a corrente I
2. Calcule a tensão de circuito aberto V
Reposta:
R = 6+ 8+ 3= 17
V= 20V + 18V = 38V
1) V=R*I
38= 17 * I
I= 38/17
I= 2,24A
2)Vaberto = 20V + 18V = 38V
Atividade Estruturada nº 9
Título: VALOR EFICAZ DE TENSÃO ALTERNADA PERIÓDICA
 Objetivo: Determinar o valor eficaz de uma forma de onda periódica. 
Competências / Habilidades: Desenvolver a habilidade de calcular os parâmetros de um gráfico.
 Desenvolvimento: Para a forma de onda mostrada na figura abaixo, determine o valor eficaz da tensão:
Resposta:
Vmax = Veficaz x √2
6 = Veficaz x √2
Veficaz = 6 / √2
Veficaz = 4,24 V
ELETRICIDADE APLICADA
ATIVIDADE ESTRUTURADA
Aluna: Mariana Vieira Ciriaco 
Matrícula:200802106415
Prof.: Gilberto Rufino Turma: 3020
Rio de Janeiro, 14/11/2017