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5 1. INTRODUÇÃO Circuitos Resistivos são compostos por três tipos de elementos: resistência, fonte de tensão/corrente e receptor. Um receptor por excelência é o motor elétrico. Em série e em paralelo descrevem dois tipos de disposição de circuitos. Cada disposição proporciona uma forma diferente para que a eletricidade flua através de um circuito. Em um circuito em série, a corrente só tem um caminho por onde passar. No exemplo abaixo, dois resistores são alimentados por uma fonte em um projeto de circuito em série. A corrente flui da fonte para cada resistor, um por vez, na ordem em que eles estão conectados ao circuito. Neste caso, como a corrente só pode fluir através de um caminho, se um dos resistores não estiver funcionando, o outro não recebe corrente, porque o fluxo de corrente elétrica foi interrompido no resistor quebrado. 6 Em um circuito em paralelo, a corrente tem mais de um caminho por onde passar. No exemplo abaixo, dois resistores são alimentados por uma fonte em um projeto de circuito em paralelo. Neste caso, como a corrente pode fluir por mais de um caminho, se um dos resistores não funcionar, o outro ainda pode receber corrente, porque o fluxo de corrente elétrica para o resistor quebrado não interrompe o fluxo de corrente para o resistor bom. O fluxo de corrente depende de quanta resistência há no circuito. Nos exemplos acima, os resistores oferecem uma resistência. Em um circuito em série, a resistência do circuito é igual à soma da resistência dos resistores. Em um circuito em paralelo, existem múltiplos caminhos através do qual a corrente pode fluir e, por isso, a resistência do circuito como um todo é menor do que seria se apenas um caminho estivesse disponível para a passagem da corrente. 7 2. OBJETIVO Verificar o comportamento das correntes que circulam em circuitos resistivos de corrente contínua em série e em paralelo. 3. MATERIAIS UTILIZADOS ● Resistores de 10.000Ω montados em placa de circuito; ● Fonte de tensão/corrente; ● Multímetro digital; ● Cabos. 8 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1ª Parte: Circuito Resistivo de Corrente Contínua em série A partir do circuito já montado (Figura 2), ligue a fonte de tensão (em 15,0 V) e o amperímetro, mas antes se certifique de que o mesmo esteja ligado em série com o circuito a ser medido. Meça os valores da corrente total (𝐼𝑇) e das correntes que circulam em cada resistor, denominadas por . Anote os dados na Tabela 1. Tabela 1: valores de corrente do circuito resistivo em série. 𝐼𝑇 𝐼1 𝐼2 𝐼3 Corrente: 0,499mA Corrente: 0,499mA Corrente: 0,499mA Corrente: 0,499mA - Com base nos valores medidos, verifique a validade da Equação 1 e discuta o resultado. - Com base na Lei de Ohm, determine o valor da tensão aplicada ao circuito através da corrente total e compare com o valor indicado no display da fonte. Houve diferença entre o valor medido e o valor teórico? Se houve, discuta porque isso ocorreu. 2ª Parte: Circuito resistivo de Corrente Contínua em Paralelo A partir do circuito já montado com dois resistores (Figura 3), ligue a fonte de tensão (em 15,0 V) e o amperímetro, mas antes se certifique de que o mesmo esteja ligado em série com o circuito a ser medido. Meça os valores da corrente total (𝐼𝑇) e calcule os valores das correntes (𝐼1 e 𝐼2) que circulam em cada resistor (𝑅1e 𝑅2). Anote os dados na Tabela 2. Tabela 2: valores de corrente do circuito resistivo em paralelo com dois resistores. 𝐼𝑇 𝐼1 𝐼2 Corrente: 3,010mA Corrente: 1,505mA Corrente: 1,505mA 9 Por último, acrescente o resistor 𝑅3 e meça o valor de 𝐼𝑇. Calcule os valores das correntes (𝐼1,𝐼2 e 𝐼3) que circulam em cada resistor (𝑅1 ,𝑅2 e 𝑅3). Anote os dados na Tabela 3. Tabela 3: valores de corrente do circuito resistivo em paralelo com três resistores. 𝐼𝑇 𝐼1 𝐼2 𝐼3 Corrente: 4,520mA Corrente: 1,507mA Corrente: 1,507mA Corrente: 1,507mA 10 5. DISCUSSÃO Na primeira parte do experimento, medimos a corrente total e de cada resistor, em um circuito resistivo de corrente contínua em série e notamos que os resultados obtidos por nossa medição, confirma e valida a equação 1 “𝐼𝑡 = 𝐼1 = 𝐼2 = 𝐼3, conforme dados da tabela 1. Neste circuito também determinamos a tensão aplicada conforme lei de Ohm: 𝑉 = 𝑅 × 𝐼 𝑉 = 30000Ω × 0,499 ∙ 10−3𝐴 𝑉 = 14,97𝑉 Houve uma diferença de 0,03V encontrada entre a tensão informada no display da fonte (15,0V) e a tensão teórica, a qual está numa faixa de valor tolerável. Para validar as equações 2,3 e 4 iremos utilizar a Tabela 2, a qual foi preenchida com valores de um circuito resistivo em paralelo com dois resistores. 𝐼𝑇 = 3,010 mA 𝑅1 = 10,0 kΩ 𝑅2 = 10,0 kΩ Equação 2: 𝐼1 𝐼𝑇 = 𝑅2 𝑅1 + 𝑅2 𝐼1 3,01𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω ⇒ 𝐼1 3,01𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω 20 𝐾Ω ⇒ 𝐼1 = 1 2 × 3,01 𝑚𝐴 ⇒ 𝐼1 = 1,505 𝑚𝐴 Equação 3: 𝐼2 𝐼𝑇 = 𝑅1 𝑅1 + 𝑅2 11 𝐼2 3,01𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω ⇒ 𝐼2 3,01𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω 20 𝐾Ω ⇒ 𝐼2 = 1 2 × 3,01 𝑚𝐴 ⇒ 𝐼2 = 1,505 𝑚𝐴 Temos também que a soma das correntes individuais é igual a corrente total. 𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2 ⇒ 3,01 𝑚𝐴 = 1,505 𝑚𝐴 + 1,505 𝑚𝐴 ⇒ 3,01 𝑚𝐴 = 3,01 𝑚𝐴 Equação 4: 𝐼1 𝐼2 = 𝑅2 𝑅1 1,505 𝑚𝐴 1,505 𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω 10 𝐾Ω Para validar a equação 5, usamos a tabela 3, da qual foi preenchida com valores de um circuito resistivo em paralelo com três resistores. 𝐼𝑇 = 4,52 mA 𝑅1, 𝑅2 e 𝑅3 = 10 kΩ Equação 5: Para 𝐼1, 𝐼1 𝐼𝑇 = 𝑅2 × 𝑅3 𝑅1 × 𝑅2 + 𝑅1 × 𝑅3 + 𝑅2 × 𝑅3 𝐼1 4,52 𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω 𝐼1 4,52 𝑚𝐴 = 100 𝐾Ω 300 𝐾Ω ⇒ 𝐼1 = 1 3 × 4,52 𝑚𝐴 ⇒ 𝐼1 = 1,507 𝑚𝐴 Para 𝐼2, 𝐼2 𝐼𝑇 = 𝑅1 × 𝑅3 𝑅1 × 𝑅2 + 𝑅1 × 𝑅3 + 𝑅2 × 𝑅3 12 𝐼2 4,521 𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω 𝐼2 4,52 𝑚𝐴 = 100 𝐾Ω 300 𝐾Ω ⇒ 𝐼2 = 1 3 × 4,52 𝑚𝐴 ⇒ 𝐼2 = 1,507 𝑚𝐴 Para 𝐼3, 𝐼3 𝐼𝑇 = 𝑅1 × 𝑅2 𝑅1 × 𝑅2 + 𝑅1 × 𝑅3 + 𝑅2 × 𝑅3 𝐼3 4,52 𝑚𝐴 = 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω + 10 𝐾Ω × 10 𝐾Ω 𝐼3 4,52 𝑚𝐴 = 100 𝐾Ω 300 𝐾Ω ⇒ 𝐼3 = 1 3 × 4,52 𝑚𝐴 ⇒ 𝐼3 = 1,507 𝑚𝐴 Como já visto, neste caso também temos que a soma das correntes individuais é igual a corrente total. 𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 4,52 𝑚𝐴 = 1,507 𝑚𝐴 + 1,507 𝑚𝐴 + 1,507 𝑚𝐴 ⇒ 4,52 𝑚𝐴 = 4,52 𝑚𝐴 13 6. CONCLUSÃO Analisando os resultados obtidos, concluímos que a montagem de um circuito depende de sua finalidade e que cada um possui uma particularidade, em um circuito resistivo de corrente contínua em série foi perceptível que a corrente total do circuito é igual às correntes que circulam por cada resistor. Já no circuito de corrente contínua em paralelo foram utilizadas equações para reduzir a corrente em um ramo do circuito e observamos que a corrente total é igual ao somatório das correntes individuais. Concluímos também que para realizarmos uma correta medição do valor da corrente, em circuitoem série, devemos utilizar o amperímetro em série e em um circuito resistivo em paralelo, devemos utilizar o voltímetro em paralelo 14 7. BIBLIOGRAFIA 1. Halliday, D.; Resnick, R.; Walker, J. Fundamentos de Física 3, Eletromagnetismo. Editora LTC. Rio de Janeiro, 2012. 2. Santos, A. F. dos. Eletricidade Aplicada. Rio de Janeiro: SESES/Estácio,2016. 3. WALKER, Halliday Resnick. Fundamentos de Física, Volume 3, Eletromagnetismo, 6° edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 2003. 4. Internet: https://docente.ifrn.edu.br/valdembergpessoa/disciplinas/turma- 1.4401.1v/material-extra-circuitos-resistivos, acesso em 24/03/2017. 5. Internet: https://def.fe.up.pt/eletricidade/circuitos_cc.html, acesso em 24/03/2017.
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