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Prática 5 - ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES OBJETIVO: Analisar a associação de resistores em série e em paralelo utilizando como resistores os filamentos de lâmpadas. >>> Material Utilizado >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1 placa para ensaios de circuitos elétricos; 1 fonte DC de 6 V – 2 A; 1 conjunto de conectores; 3 lâmpadas (1,5 W, 2,0 W e 3,0 W); 2 multímetros; (*) 1 chave liga-desliga. (*) Não acompanha o kit. PARTE I - Associação em série. >>> Procedimentos Experimentais >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1. Montar na placa para ensaios de circuitos elétricos, o circuito mostrado no esquema da figura. 2. Montar uma associação de resistores em série (usando lâmpadas como resistores) ligada a uma fonte de 6,0V e a uma chave liga-desliga. 3. Ajustar a escala do multímetro para medir corrente, girando o seletor até 200 mA DC. 4. Fixar o cabo preto no borne de entrada COM do multímetro e o cabo vermelho no borne de entrada V/mA//DC. Fixar bem para estabelecer um bom contato. 5. Conectar o amperímetro em série com as lâmpadas. 6. Ligar a chave e observar se as lâmpadas acendem. Anotar a intensidade da corrente que percorre o circuito. 7. Medir a intensidade de corrente em cada lâmpada. 8. Medir as tensões VA, VB e VC em cada uma das lâmpadas A,B e C e anotar na tabela 9. Medir a tensão V total aplicada nos extremos da associação e anotar na coluna “associação” da tabela 1: Tabela 1 Lâmpada A Lâmpada B Lâmpada C Somatória Associação Erro % Corrente i(A) ddp V (V) Resistência R(Ω) Potência Medida PM(W) Potência Nominal PN(W) >>> Análise dos Resultados e Conclusões >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1. Calcular a resistência elétrica apresentada por cada lâmpada usando R=V/I. 2. Para todas as tarefas e cálculos deste experimento considerar uma tolerância de 5%, isto é, valores com diferença menor que a tolerância podem ser considerados iguais. 3. Na tabela, a coluna “somatória” é a soma dos valores anotados para as lâmpadas A, B e C. 4. Comparar a intensidades de corrente que circulam em cada lâmpada com a corrente total do circuito. O que se pode concluir a respeito? 5. Comparar a soma das ddp’s em cada lâmpada com a ddp nos extremos da associação. O que se pode concluir a respeito? 6. Com base no que se analisou nos procedimentos experimentais, o que se pode afirmar a respeito da relação: entre a intensidade de corrente em cada resistor e a corrente no circuito? entre a ddp em cada resistor e a ddp nos extremos? 7. Estabelecer as duas características fundamentais de uma associação de resistores em série do ponto de vista das tensões e das intensidades de corrente. 8. Considerando os resultados experimentais, o que se pode concluir a respeito da relação entre a resistência equivalente da associação e as resistências componentes? 9. Sabendo que a soma das tensões em cada ramo é igual à tensão na associação: V=VA+VB+VC, combinar essa equação com a Lei de Ohm e obter a relação para a resistência equivalente da associação em série. 10. Usar a Lei de Joule 2RIP e calcular a potencia dissipada em cada lâmpada PM (potencia medida) e comparar com a potência fornecida pelo fabricante PN (potência nominal). Anotar os valores da potência de cada lâmpada na tabela 1. 11. Calcular a potência da associação através da Lei de Joule P=RI2 e anotar na tabela1. 12. A potência dissipada na associação é igual à soma das potencias dissipadas em cada lâmpada? 13. Explicar, caso seja constatada a diferença entre os valores de PM e de PN. 14. Observar o brilho de cada uma das lâmpadas. Qual das lâmpadas possui maior brilho: a de maior ou a de menor potência nominal? A de maior ou de menor resistência? 15. Com as lâmpadas ligadas, retirar uma lâmpada do soquete. Observar o que acontece com o brilho das duas lâmpadas remanescentes. Justificar o que foi observado. PARTE II - Associação em paralelo. >>> Procedimentos Experimentais >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1. Montar uma associação de resistores em paralelo (usando lâmpadas como resistores) a uma fonte de 6,0 V DC e a uma chave liga-desliga, conforme a figura. 2. Ajustar o seletor de escala do multímetro para medir corrente contínua (DC). 3. Fixar o cabo preto no borne de entrada COM do multímetro e o cabo vermelho no borne de entrada 10ADC. Observar bem este procedimento para não danificar o multímetro! 4. Conectar o amparímetro em série com a chave. 5. Ligar a chave e anotar na tabela 2 a intensidade de corrente total iM que percorre o circuito (corrente da associação). 6. Substituir o conector pelo amperímetro e medir a corrente que circula na lâmpada A e, realizada a medida, refazer a ligação com o conector. 7. Repetir o procedimento para medida das correntes nas lâmpadas B e C. 8. Anotar os valores encontrados na tabela 2. 9. Ajustar o seletor de escala do multímetro para medida de tensão DC, colocando o cabo vermelho no borne V/mA/e selecionando a escala para medidas até 20V. 10. Medir a ddp VM da associação (entre a ilha 5 e a saída da lâmpada C. 11. Medir a ddp em cada lâmpada, VA, VB e VC. Anotar os valores de ddp na tabela 2. >>> Análise dos Resultados e Conclusões >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1. Calcular a resistência elétrica apresentada por cada lâmpada usando R=V/I. 2. Para todas as tarefas e cálculos deste experimento considerar uma tolerância de 5%, isto é, valores com diferença menor que a tolerância podem ser considerados iguais. 3. Na tabela 2, a coluna “somatória” é a soma dos valores anotados para as lâmpadas A, B e C. Tabela 2 Lâmpada A Lâmpada B Lâmpada C Somatória Associação Erro % Corrente i(A) ddp V (V) Resistência R(Ω) Potência Medida PM(W) Potência Nominal PN(W) 4. Comparar a soma das intensidades de corrente que circulam em cada lâmpada com a corrente total do circuito. O que se pode concluir a respeito? 5. Comparar as ddp’s em cada lâmpada com a ddp nos extremos da associação. O que se pode concluir a respeito? 6. Considerando o resultado experimental i=iA+iB+iC, combinar este resultado com a Lei de Ohm e obter a expressão que fornece a resistência equivalente em função das resistências componentes para uma associação de resistores em paralelo. 7. Verificar se os resultados experimentais obtidos confirmam a expressão obtida no item anterior. 8. Usar a Lei de Joule P=RI2 e calcular a potencia dissipada em cada lâmpada PE (potência experimental) e comparar com a potência fornecida pelo fabricante PN (potência nominal). 9. Anotar os valores da potência de cada lâmpada na tabela 2. Justificar a causa da discrepância entre os valores da potência determinada experimentalmente PE e a potência fornecida pelo fabricante PN. 10. Calcular a potência da associação através da Lei de Joule P=RI2 e anotar na tabela 2. 11. A potência dissipada na associação é igual à soma das potencias dissipadas em cada lâmpada? 12. Observar o brilho de cada uma das lâmpadas. Qual das lâmpadas possui maior brilho: a de maior ou a de menor potência nominal? A de maior ou de menor resistência? 13. Com as lâmpadas ligadas, retirar uma das lâmpadas do soquete. Descrever e explicar o que acontece.
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