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1 31 – Corrente elétrica Resumo. Observar como correntes elétricas são alteradas ao passarem por resistores. Pense em quando apertamos o interruptor de luz, ligamos a televisão, ou ligamos o carro. A eletricidade precisa passar por cada um desses dispositivos para que eles funcionem. O fluxo de eletricidade em um cabo é chamado de corrente elétrica. O multímetro é o aparelho utilizado para medir a quantidade de corrente elétrica que flui em um cabo. A unidade padrão no SI para medida de intensidade de corrente é o ampère e o símbolo é a letra A. Palavras chave: corrente elétrica, resistores, ampère. Introdução Neste experimento serão demonstrados como se comporta a corrente elétrica ao passar por diferentes circuitos, uma das formas que temos de mensura-la é através de um multímetro. A corrente elétrica trouxe grandes benefícios para a humanidade hoje sendo uma forma de transmissão e conversão de energia mais importante, possibilitando diversos avanços tecnológicos no campo industrial, comercial e também das residências das pessoas. Procedimento Experimental Inicie o Virtual Physics e selecione Electric Current na lista de experimentos. O programa vai abrir a bancada de circuitos elétricos (Circuits). O experimento está montado na matriz de contatos com três circuitos simples com resistores. Você deverá conectar o gerador de função ao circuito que pretende examinar. Utilizando o osciloscópio e o multímetro, você irá medir a corrente elétrica em diferentes pontos do circuito simples, e depois medirá a corrente elétrica em diferentes pontos de um circuito mais complexo. O gerador de função, no topo da tela, está conectado ao resistor simples e está programado para 12 V DC. O cabo amarelo está conectado ao lado positivo do gerador e o cabo verde ao lado negativo. Você utilizará esses cabos para conectar o gerador de função aos outros circuitos. Fazendo previsões Como a corrente que sai do resistor se diferencia da corrente que entra no resistor? R: Para um circuito de corrente contínua com um único resistor, a corrente antes ou depois do resistor permanece constante. Seu módulo, I, será dado pela fórmula V = R I, em que V é a DDP total do circuito e R, a resistência equivalente dele. Resistor simples Ligue o gerador de função apertando o botão (On/Off ). O multímetro está ajustado para registrar o fluxo de corrente do circuito em ampères (A) e já está ligado ao ponto 23C, do lado positivo do resistor. A corrente vai fluir pelo multímetro e então pelo circuito. Anote os dados da corrente na Tabela de dados 1. Mova as ponteiras do multímetro para o outro lado do resistor arrastando a ponteira vermelha para o ponto 20C. Anote o valor da corrente na Tabela de dados 1. A corrente flui do negativo para o positivo, então a corrente IN (entrada) se refere à corrente do lado negativo do resistor e a corrente OUT (saída) se refere à corrente do outro lado do resistor. O lado negativo do resistor está conectado à ponteira negativa (preta) do gerador de funções, e o lado positivo, à ponteira positiva (vermelhar). Tabela de dados 1. Resistor (Ω) Corrente IN (A) Corrente OUT (A) 100 0,12 0,12 Resistores em série Mova o cabo amarelo do resistor simples (ponto 23A) ao conjunto de três resistores conectados no canto inferior da matriz de contatos (ponto 19F). Ele deve estar conectado ao lado positivo do gerador de funções e ao primeiro resistor da série. Mova o cabo verde (ponto 18A) para o último resistor da série (ponto 4F). Ele deve ainda estar conectado ao lado negativo do gerador de funções (você talvez tenha de mover as ponteiras do multímetro para poder mexer nos cabos). Fazendo previsões Como o novo arranjo do circuito afeta a corrente? R: Em um circuito com resistores ligados em série, a corrente que passa sob cada resistor é a mesma. Ela dependerá, naturalmente, da resistência total do circuito e da voltagem fornecida, mas, em todos os casos, a corrente antes ou depois de dado resistor é sempre a mesma para circuitos DC. Agora, meça a corrente que entra e sai de cada resistor como você fez antes. Anote seus dados na Tabela de dados 2. Tabela de dados 2 Resistor (Ω) Corrente IN (A) Corrente OUT (A) 2 150 0,028 0,028 180 0,028 0,028 100 0,028 0,028 Resistores em paralelo Agora, mova o cabo amarelo para o ponto 11A da matriz de contatos e o cabo verde para o ponto 2A. Anote os dados da corrente que entra e sai de cada resistor na Tabela de dados 3. Tabela de dados 3 Resistor (Ω) Corrente IN (A) Corrente OUT (A) 1 0,095 0,095 1000 0,012 0,012 200 0,024 0,024 500 0,060 0,060 Análise e conclusão Interpretando dados A corrente foi perdida no resistor? Utilize os dados para embasar sua resposta. R: A corrente nunca é “perdida” em um resistor. A corrente que entra é sempre igual à corrente que sai. A diferença de potencial entre os terminais do resistor é que será variada. Calculando Qual a soma das correntes que saem do circuito em paralelo? Como ela se compara à corrente que entra no circuito em paralelo? R: A soma das correntes que saem do circuito em paralelo é igual a 0,012 + 0,024 + 0,060 = 0,094 A, a corrente que sai da associação de resistores em paralelo é justamente a que passa pelo resistor em série. Analisando Compare suas previsões com o que realmente aconteceu R: Para um circuito de corrente contínua com um único resistor, a corrente antes ou depois do resistor permanece constante. Comparando e diferenciando Como a corrente no circuito em paralelo se compara com a corrente do circuito em série? R: Em uma associação em série, a diferença de potencial para cada resistor será a mesma. Como cada resistor tem determinado valor de resistência, então a corrente que passa por cada um deles será diferente. Já em u ma associação em série, a corrente é mantida constante, o que varia é a queda de potencial em cada resistor. Como a variação da corrente no circuito em série se compara com o circuito com um único resistor? R: A variação da corrente ao longo de uma associação de resistores em série, seria a mesma o caso se houvesse somente um resistor. Em outras palavras, fixada uma voltagem V, caso tenhamos N resistores em série, cada um de resistência R/N, a resistência equivalente da associação será igual a R e a corrente I “antes” e “depois” de cada um desses resistores será a mesma. Da mesma maneira, se tivermos apenas 1 resistor de resistência R submetido à mesma diferença de potencial V, a corrente “antes” e “depois” dele ainda será a mesma e com a mesma intensidade. Aplicando conceitos Descreva uma analogia que pode ajudá-lo a entender os conceitos relacionados à corrente elétrica. R: Podemos falar da analogia do fluxo de corrente elétrica com água em tubo sou de resistência elétrica com resistência mecânica. É importante ressaltar que todas as analogias possuem um a limitação teórica. Conclusão A energia elétrica já é uma necessidade básica humana e está diretamente relacionada com as necessidades primordiais do homem. A energia elétrica tem importância fundamental para o desenvolvimento. Em qualquer situação hoje em dia existe algum componente eletrônico que faz uso de energia elétrica auxiliando o ser humano desde uma atividade simples como um ventilador climatizando 3 um ambiente ou até as mais complexas como robôs programados para executar soldas perfeitas em uma carroceria de um carro. Portanto, a energia elétrica já pode ser consideradaum elemento crucial de sobrevivência e desenvolvimento. Referências [1] Autor: Sears & Zemansky ; Young & Freedman. Física III - Eletricidade. [2] Virtual Lab de Física;
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