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1 32 – Circuitos em série e em paralelo Resumo. Construir circuitos em série e em paralelo e estudar suas diferenças. Chamamos o eletricista quando precisamos que algum trabalho elétrico seja feito em nossa casa. O eletricista faz uma avaliação do local para determinar que tipo de corrente e voltagem são necessários para satisfazer o desejo do cliente. Às vezes, é preciso conectar os componentes do circuito, assim como fazemos com o encanamento para que a água possa fl uir. Isso é chamado de circuito em série. Às vezes os componentes do circuito precisam ser conectados em paralelo, como os degraus de uma escada. Cada tipo de circuito tem suas vantagens. Nesta atividade, você vai estudar as vantagens e as diferenças entre circuitos em série e em paralelo. Palavras chave: circuito, série, paralelo. Procedimento Experimental Inicie o Virtual Physics e selecione Series and Parallel Circuits na lista de experimentos. O programa vai abrir a bancada de circuitos elétricos (Circuits). O gerador de funções está ligado e configurado para fornecer 12 V DC. Ele já está ligado na matriz de contatos e, portanto, também aparece na representação esquemática (ou plano do circuito) à esquerda. Nesta atividade, você terá de adicionar resistores para criar o circuito. Para isso, clique no símbolo do resistor no topo do papel e arraste-o. Você pode mover os resistores arrastando-os pelo ponto azul no meio do símbolo. Você também pode estender os conectores dos resistores arrastando os pontos das extremidades para conectá-los com outros componentes. A linha fica verde se o local for adequado. A matriz de contatos, à direita, será preenchida com os resistores que você for adicionando ao seu esquema. Você terá de construir um circuito com somente uma trajetória possível para a corrente fluir. Esse é um circuito em série. Utilize somente resistores para fazer este circuito. No esquema, coloque cinco resistores em série utilizando o símbolo do resistor no topo. Comece conectando o primeiro resistor à extremidade solta do gerador de funções. Em seguida, arraste outro resistor e coloque-o ao lado da extremidade solta do primeiro resistor. Faça isso até ter cinco resistores em série. Complete o circuito conectando o último resistor à fonte de voltagem. Certifique-se de que há somente uma possibilidade pela qual a corrente pode fluir. Depois de ter colocado os resistores no circuito, você deve mudar a resistência deles para os valores especificados na etapa 5. Faça isso clicando no número acima do resistor. Uma pequena caixa vai aparecer; então, ajuste os valores do resistor Mude a resistência dos resistores para os valores encontrados na Tabela de dados 1. Assuma que o resistor 1 é o resistor conectado ao lado positivo da fonte de voltagem e o resistor 5 é o resistor conectado ao lado negativo. Tabela de dados 1 Resistor Valor da resistência (Ω) 1 120 2 500 3 200 4 135 5 10000 Use o multímetro para medir a corrente e a voltagem passando em cada resistor. No papel com o esquema, o símbolo para o multímetro contém as letras DMM no meio. Clique e arraste a extremidade vermelha para um dos lados do resistor. Ela deve travar no local adequado. Clique e arraste a extremidade preta para o outro lado do mesmo resistor para medir a queda de voltagem através do componente. Você pode ler a voltagem e a corrente no painel do multímetro amarelo. Para medir a corrente, mude o multímetro de VDC para IDC. Anote seus dados na Tabela de dados 2. Observação: para o amperímetro medir a corrente, suas duas ponteiras devem estar no mesmo lado do resistor, já que a corrente tem de passar por ele para ser medida. Já o voltímetro compara a voltagem em dois pontos, por isso ele deve estar conectado nos dois lados do resistor. Tabela de dados 2 Resistor Voltagem (V) Corrente (A) 1 0,131 0,001 2 0,549 0,001 3 0,219 0,001 4 0,148 0,001 5 10,96 0,001 Agora, utilizando os mesmos resistores, construa um circuito em paralelo, no qual há diversas possibilidades para a corrente fluir. Para isso, primeiro mova os resistores para o canto do papel, mas não os apague. Adicione um novo resistor em série logo na saída positiva do gerador de funções. Mude sua resistência para 1 Ω. Arraste os outros cinco resistores de volta à linha de maneira que o circuito pareça com uma escada, na qual os resistores são os degraus. Seu 2 esquema final deve parecer com o desenho à direita. Usando a mesma técnica da etapa 6, faça medidas da voltagem e da corrente em cada um dos 5 resistores listados na Tabela de dados 1. Lembre-se de que você está usando uma fonte DC, então use o voltímetro DC e o amperímetro DC. Anote seus dados na Tabela de dados 3. Tabela de dados 3 Resistor Voltagem (V) Corrente (A) 1 11,73 0,098 2 11,73 0,023 3 11,73 0,059 4 11,73 0,087 5 11,73 0,001 Análise e conclusão Classificando Quais são as variáveis deste experimento? R: Analisando os dados foi observado que as variáveis dos experimentos são a corrente (A) e a tensão elétrica (V), sendo a resistência uma constante. Inferindo Quais variáveis permanecem constantes e quais variam no circuito em série? R: A constante em um circuito em série é a corrente e a tensão varia a cada resistor. Quais variáveis permanecem constantes e quais variam no circuito em paralelo? R: Já a constante em um circuito em paralelo é a tensão e a corrente varia a cada resistor. Comparando e diferenciando Quais as diferenças entre circuitos em série e em paralelo? R: No circuito em série, a tensão (V) varia para menos à medida que os resistores se tornam mais potentes, e a corrente (A) é constante em todos os resistores; E no circuito paralelo a corrente (A) varia para baixo a medida que os resistores se tornam mais potentes, e a tensão (V) permanece constante em todos os resistores; Tirando conclusões De que maneira um circuito em série indica que terá a mesma corrente por todo o circuito? R: Em um circuito em série, só existe uma possibilidade pela qual a corrente pode fluir, portanto, deve ser a mesma ao longo de toda associação. De que maneira sua resposta para a questão 4 é importante para um eletricista? R: A importância de ter o conhecimento de ligações serie ou paralelo ajuda ao engenheiro eletricista usar esses recursos pra divisões e dimensionamentos para ligações de equipamentos ou dispositivos elétricos otimizando o consumo e aumentando a eficácia no aproveitamento de energia. É importante para que ele tenha conhecimento do circuito e consiga efetuar as medidas corretamente. Por exemplo, um amperímetro deve ser sempre ligado em série com o circuito, enquanto um voltímetro deve ser sempre ligado em paralelo. Se tais componentes forem ligados de maneira errada, podem queimar e até ser perigoso para o eletricista. Indo além Agora volte para os circuitos e coloque lâmpadas no lugar dos resistores. O símbolo para lâmpada é um circulo branco com um X no meio. Crie um circuito em série e um em paralelo, como fez anteriormente. Tente remover uma das lâmpadas. Anote o que acontece. Também observe e relate o brilho das lâmpadas em cada circuito. R: Em paralelo a luminosidade das lâmpadas será muito maior do que quando ligadas em série. Além disso, quando uma lâmpada é removida de uma associação em série, o circuito todo apaga. Já quando é feito com uma associação em série, ao retirar uma lâmpada, a outra permanece acesa. Conclusão Através dos ensaios feitos foi possível perceber as diferençasfuncionais de cada circuito em paralelo e 3 em série na prática e analisar suas reações diante de diferentes situações e aplicações. Concluímos que a montagem de um circuito depende de sua finalidade e que cada um possui uma particularidade, em um circuito em série obtemos um único valor de corrente ao longo do circuito e que os valores da diferença de potencial e da resistência são inversamente proporcionais entre si, já em um circuito em paralelo o valor da diferença de potencial é constante em todo o circuito e que os valores da corrente e da resistência são proporcionais entre si. Concluímos também que para realizarmos uma correta medição do valor da corrente, em circuito em série, utilizando o voltímetro devemos utilizá-lo em série e devemos utilizar o voltímetro em paralelo para registrarmos um correto valor da voltagem em um circuito em paralelo. Referências [1] Autor: Sears & Zemansky ; Young & Freedman. Física III - Eletricidade. [2] Virtual Lab de Física;
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