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1 Circuitos em Série e em Paralelo Resumo. Neste experimento veremos o comportamento dos circuitos com resistores em série e em paralelo e analisar suas diferentes diante dos resultados obtidos. Palavras chave: série, paralelo, gerador, amperímetro, voltímetro... Introdução A associação de resistores é muito comum em vários sistemas, quando queremos alcançar um nível de resistência em que somente um resistor não é suficiente. Qualquer associação de resistores será representada pelo Resistor Equivalente, que representa a resistência total dos resistores associados. Em uma associação em série de resistores, o resistor equivalente é igual à soma de todos os resistores que compõem a associação. A resistência equivalente de uma associação em série sempre será maior que o resistor de maior resistência da associação. Em uma associação em paralelo de resistores, a tensão em todos os resistores é igual, e a soma das correntes que atravessam os resistores é igual à resistência do resistor equivalente (no que nos resistores em série, se somava as tensões (V), agora o que se soma é a intensidade (I)). A resistência equivalente de uma associação em paralelo sempre será menor que o resistor de menor resistência da associação. Procedimento Experimental Utilizamos para prática dos experimentos o programa Virtual Physics; Executamos o programa e no Lab Book selecionamos a opção 32 Series and Parallel Circuits; Nesse experimento montaremos um circuito com cinco resistores em série e depois um circuito com cinco resistores em paralelo usando os mesmos resistores, conforme tabela abaixo: Tabela 1: Você deverá conectar o gerador de função no resistor R1 (no lado positivo da alimentação) e o resistor R5 (no lado negativo) pra podemos iniciar nossa analise. Utilizando o multímetro, você irá medir a corrente elétrica em diferentes pontos do circuito em série, e depois medirá tensão em cada resistor do circuito; O gerador de função, no topo da tela, está conectado a protoboard (matriz de contatos) e está programado para12 V DC. O resistor R1 e R5 já estão conectados no positivo e negativo do gerador, e será feita a mesma ligação para o circuito em paralelo. Circuito em série Fig. 1: Circuito com cincos resistores em série. Ligue o gerador de função apertando o botão (On/Off ). O multímetro está ajustado para medir primeiro a corrente dos resistores em ampères (A), a corrente vai fluir pelo multímetro e então pelo circuito. Depois vamos ajudar o multímetro para medir tensão dos resistores em volt (V). Coloque as ponteiras do multímetro na entrada do resistor R1, depois do R2, R3, R4, R5 para medir a corrente dos resistores. Agora vamos colocar as ponteiras entre cada resistor para medir a tensão de cada resistor no circuito. Dessa forma obteremos os dados da Tabela 2 abaixo: Tabela 2: Resist or Tensão (V) Corrente (A) R1 0,266 0,003 R2 0,533 0,003 R3 0.533 0,003 R4 5,326 0,003 R5 5,341 0,003 2 Resist or Resistência (Ω) R1 100 R2 200 R3 200 R4 2000 R5 2000 Circuito em paralelo Fig. 2: Circuito com cinco resistores em paralelo. Conecte o gerador no circuito em paralelo O multímetro está ajustado para medir primeiro a corrente dos resistores em ampères (A). A corrente vai fluir pelo multímetro e então pelo circuito. Depois vamos ajudar o multímetro para medir tensão dos resistores em volt (V). Coloque as ponteiras do multímetro na entrada do resistor R1, depois do R2, R3, R4, R5 para medir a corrente dos resistores. Agora vamos colocar as ponteiras entre cada resistor para medir a tensão de cada resistor no circuito. Dessa forma obteremos os dados da Tabela 3 abaixo: Tabela3: Resist or Tensão (V) Corrente (A) R1 12,00 0,120 R2 12,00 0,060 R3 12,00 0,060 R4 12,00 0,006 R5 12,00 0,006 Análise e Resultados Identificamos que em um circuito em série a corrente elétrica é constante (igual) e a tensão varia conforme o valor de cada resistor. Já no circuito em paralelo a tensão é constante (igual) e a corrente Em um circuito em série a corrente elétrica tem apenas um caminho para percorrer, e no circuito em paralelo a corrente elétrica tem vários caminhos para percorrer. Podemos utilizar como exemplo 3 lâmpadas ligadas em série a um fonte de 50V para entender melhor o conceito de circuito em série, ao ligar a fonte as lâmpadas irão acender. Porém se retirar uma lâmpada do circuito as outras se apagarão, devido a corrente ter apenas um caminho para percorrer. Para entender o funcionamento de um circuito em paralelo usaremos como exemplo 3 lâmpadas 3 ligadas em paralelo a uma fonte de 50V, ao ligar a fonte as lâmpadas ascendem (mas com brilho diferente do circuito em série). Ao retirar uma das lâmpadas do circuito as outras continuam acessa, isso ocorre pois a corrente se divide no circuito (por isso as lâmpadas não tem o mesmo brilho da ligação em série). Através da análise dos dados verificamos que a corrente elétrica e a tensão tem comportamentos diferentes em cada situação (série ou paralelo). Conclusão Vimos nesse experimento que cada circuito tem 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. Analisamos também que ao medir corrente elétrica utilizamos o amperímetro em série, e para medir tensão utilizamos o voltímetro em paralelo para ter um registro correto. Referências [1] Virtual Lab de Física; [2] Sears & Zemansky/ Young & Freedman, Física III Eletromagnetismo 12° Edição; Introdução Procedimento Experimental Análise e Resultados Conclusão Referências
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