Relatorio em serie e paralelo

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ – IFPR 
LICENCIATURA EM FÍSICA 
 
 
 
 ASSOCIAÇÃO DE LÂMPADAS EM SÉRIE E PARALELO 
RESISTORES, MEDIDA DE TENSÃO E CORRENTE 
 
 
 LABORATÓRIO DE FÍSICA IIl 
PROF: LUIZ RICARDO LIMA 
 
 
 
 
 
LAÍS RODRIGUES DA SILVA 
LAUANA PIRES GOLEMBA 
 
 
 
 
TELÊMACO BORBA 
2018
 
2 
 
Sumário 
Sumário ......................................................................................................................................... 2 
1 OBJETIVO ............................................................................................................................... 3 
2 INTRODUÇÃO TEÓRICA ................................................................................................. 3 
2.1 CIRCUITO ELÉTRICO .............................................................................................. 3 
3 MATERIAIS UTILIZADOS ................................................................................................ 5 
4 PROCEDIMENTOS ................................................................................................................ 5 
4.1 PROCEDIMENTO 01: ASSOCIAÇÃO DE LÂMPADAS EM SÉRIE E PARALELO
 ................................................................................................................................................... 5 
4.2 PROCEDIMENTO 02 - MEDIÇÃO DA TENSÃO E DA CORRENTE ATRAVÉS DOS CÓDIGOS 
DOS RESISTORES. ................................................................................................................... 7 
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ..................................................................................... 8 
5.1 EXPERIMENTO 01: LÂMPADA FLUORESCENTE ................................................... 8 
7 CONCLUSÕES ..................................................................................................................... 13 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 14 
 
 
 
3 
 
1 OBJETIVO 
O objetivo desse experimento é identificar os parâmetros associados ao 
circuito elétrico e resistores em série e paralelo. 
 
2 INTRODUÇÃO TEÓRICA 
Benjamin Franklin nascido em janeiro de 1706 na cidade de Boston nos 
Estados Unidos, foi um dos líderes da Revolução Americana conhecido 
mundialmente por suas experiências e citações com eletricidade. Começou a 
trabalhar desde cedo aos doze anos de idade, como aprendiz do seu irmão 
James, que era responsável pela publicação do Jornal “New England Courant”, 
onde trabalhou em muitas tipografias de várias cidades pelo País, passou por 
uma oscilação de profissões, dentre elas: jornalista, autor, editor, funcionário 
público, diplomata e inventor. Conforme realizava suas pesquisas e aplicava em 
experimentos, Benjamin tirava novas conclusões sobre a eletricidade e quando 
descobriu sobre as cargas positivas e negativas, ficou internacionalmente 
conhecido. 
 
2.1 CIRCUITO ELÉTRICO 
A eletricidade está diretamente ligada ao cotidiano, porém muitas vezes 
entender os fenômenos físicos que a envolve torna-se meramente de alta 
complexidade. A palavra circuito elétrico, possibilita entender a passagem da 
corrente elétrica percorrida em um caminho onde o começo também poderá ser 
o fim, mas para que haja esse fenômeno é necessário possuir alguns elementos 
essenciais, 1° a tensão, 2°a carga que consumirá energia elétrica, 3° os cabos 
elétricos, encarregados de conduzir a corrente elétrica entre a fonte que produz 
e a carga que será consumida. 
 O circuito elétrico também é conhecido de duas formas: em série ou em 
paralelo, quando o circuito encontra-se em série a corrente elétrica percorrerá 
apenas um caminho, já em paralelo haverá um determinado ponto no circuito 
onde a corrente se dividirá, ou seja, poderá percorrer mais de um caminho. 
Abaixo na figura 01, pode-se ter uma visualização dos circuitos em série e 
paralelo. 
 
4 
 
 
Figura 01: Circuito Elétrico em série e paralelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
3 MATERIAIS UTILIZADOS 
 06 Cabos banana – jacaré; 
 01 Multímetro; 
 01 Chave auxiliar; 
 01 Fonte CC; 
 01 Quadro eletrônico 
 04 Jumpers 
 03 Resistores 
 03 Lâmpadas de led 
 
 
 
 
4 PROCEDIMENTOS 
4.1 PROCEDIMENTO 01: ASSOCIAÇÃO DE LÂMPADAS EM SÉRIE E 
PARALELO 
 
O procedimento iniciou-se com a seguinte ordem: 
 
 Inicialmente posicionou-se no quadro eletrônico os jumpers nos terminais 
D3-D2 e E3-E2, as lâmpadas (𝐿1, 𝐿2, 𝑒 𝐿3) nos terminais: A1-A2 (Lâmpada 
𝐿1), D1-E1 (Lâmpada 𝐿2) e H1-H2 (Lâmpada 𝐿3); 
 Na sequência, dois cabos foram conectados o cabo vermelho partindo do 
terminal V do multímetro e chegando ao ponto H3 do quadro eletrônico, e 
 
6 
 
o cabo preto partindo do terminal COM do multímetro e chegando ao 
ponto A3 do quadro eletrônico; 
 A chave auxiliar foi posicionada para baixo (ligada) e a fonte CC foi ligada 
na tomada de 127 V. Assim, o multímetro foi ajustado para medir uma 
escala de Tensão Continua (V-) na escala de 20 V. 
 Após a montagem do experimento (em série) a fonte CC (corrente 
contínua), foi ligada e regulada em uma tensão de 4,5 V, para observação 
do fenômeno ocorrido com as lâmpadas de led. Após esse procedimento, 
foi alterada a posição da chave auxiliar, de | | para X. 
 Em seguida, a chave auxiliar foi colocada novamente na posição | | com 
o objetivo de realizar a leitura da tensão de cada lâmpada, alterando a 
posição dos cabos de prova do multímetro. 
 Na sequência, a tensão foi alterada para 13,5 V e repetiu-se o 
procedimento. 
 Com a tensão de 13,5 V a lâmpada L1 foi removida, observou-se o 
ocorrido e em seguida foi colocada para continuação do experimento. 
 Após, a chave foi desligada para a retirada o jumper D2-D3 e os cabos do 
multímetro fossem relocados, o cabo vermelho do multímetro foi colocado 
na entrada 20 A e sua escala foi alterada para corrente continua (A-) em 
20 Ampere (20 A). 
 O circuito foi ligado novamente com a tensão ainda em 13,5 V. A posição 
da chave auxiliar foi alterada de | | para X para comparar o 
comportamento da corrente. 
 Foram repetidas as leituras da corrente para as duas posições da chave, 
com as tensões de 12 V; 9 V; 6V; 4,5 V e 3 V. 
 Na sequência, o circuito foi desligado, desmontado e montado para 
paralelo. 
 Com o circuito em paralelo, a fonte CC foi ligada e ajustada para 4,5 V e 
o multímetro para leitura na escala tensão continua (V-). 
 Posicionou-se os cabos do multímetro na seguinte ordem: 1° o cabo 
vermelho do multímetro foi posicionado na entrada V e teve sua outra 
extremidade ligada ao ponto H2; e 2° o cabo preto do multímetro foi 
posicionado na entrada COM na outra extremidade ligada ao ponto A2. 
 
7 
 
 O circuito foi e ligado para que fosse possível observar e indicar a leitura 
da tensão obtida pelo multímetro. Conforme a orientação, foi medido as 
tensões de cada lâmpada. 
 Na sequência, retirou-se uma lâmpada para comparar com o circuito 
anterior montado em série. 
 Após o procedimento realizado, trocou-se a escala do multímetro para 
corrente continua (A-) na escala 20 A. O sistema foi ligado e a leitura do 
multímetro foi indicada. A chave auxiliar foi alterada de | | para X. 
 
4.2 PROCEDIMENTO 02: MEDIÇÃO DA TENSÃO E DA CORRENTE ATRAVÉS 
DOS CÓDIGOS DOS RESISTORES. 
 O segundo experimento iniciou-se da seguinte forma: 
 Realizou-se a leitura de sete resistores com o auxílio da tabela de cores,os dados podem ser visualizados na tabela 01 abaixo. 
 Em seguida, foram realizadas as leituras de três resistores que estavam 
sob a mesa, com o auxílio da tabela de cores e do multímetro sendo 
ajustado a resistência de cada resistor na escala adequada. 
 Ajustou-se o multímetro para medir uma tensão contínua (V-), sendo 
conectados os cabos de prova nos terminais COM (cabo preto) e V (cabo 
vermelho). 
 Anotou-se a posição dos resistores utilizados: D2-E2 [Resistor 1 (A-B)] e 
G2-G3 [Resistor 2 (B-C)]. 
 Na sequência, foram modificadas as posições dos resistores e realizadas 
as leituras das tensões nos pontos VAB e VCD. 
 Anotou-se a posição dos resistores utilizados: B2-B3 [Resistor 1 (A-B) ] e 
D2-D3 [Resistor 2 (C-D) ]. 
 Novamente ajustou-se o multímetro para medir a corrente continua (A-) 
na leitura 20 mA, e os cabos de prova conectados aos terminais COM 
(cabo preto) e 20ª (cabo vermelho). 
 A posição dos resistores utilizados: A1-A2 [Resistor 1 (A-B)] e F2-F3 
[Resistor 2 (C-D)]. 
 Em seguida, alterou-se as posições dos resistores e realizadas as leituras 
de tensões nos pontos AB, CD e EF. 
 
8 
 
 A posição dos resistores utilizados: D1-E1 [Resistor 1 (A-B)] e D3-E3 
[Resistor 2 (C-D)], sendo que o resistor 2 foi deslocado para D4-E4 
durante a leitura do ponto C-D. 
 
 
Tabela 01: Os códigos dos resistores e as cores. 
1 Marrom Preto Vermelho 
2 Amarelo Preto Vermelho 
3 Marrom Preto Marrom 
4 Amarelo Roxo Preto 
5 Vermelho Vermelho Vermelho 
6 Laranja Laranja Marrom 
7 Verde Azul Amarelo 
 
 
 
 
 
 
 
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 
5.1 EXPERIMENTO 01: ASSOCIAÇÃO DE LÂMPADAS EM SÉRIE E 
PARALELO 
 Inicialmente, ajustou-se as tensões para 4,5 V e 13,5 V para o circuito em 
série, no qual a tensão total das lâmpadas se dividem proporcionalmente 
apresentando baixo brilho (luminosidade), a intensidade do brilho aumentou-se 
quando a tensão variou de 4,5 V para 13,5 V, em seguida foi realizada a leitura 
 
9 
 
do multímetro com as posições I I (paralelo) e X (série). Abaixo na tabela 03, 
pode-se visualizar os dados obtidos. 
Tabela 02: Dados obtidos na leitura do multímetro. 
Posição da chave 
auxiliar 
Tensão 4,5 V Tensão 13,5 V 
I I 4,53 V 13,55 V 
X -4,51 V -13,55 V 
 
Nota-se que, na posição da chave auxiliar em X o sinal fica negativo, tal 
fenômeno ocorre devido a mudança no sentido da corrente (II para X), 
posteriormente mediu-se as tensões de cada lâmpada nomeadas como 
𝐿1, 𝐿2, 𝑒 𝐿3, os dados estão descritos na tabela 03. 
Tabela 03: Dados obtidos das tensões de cada lâmpada. 
Lâmpadas Tensão 4,5 V Tensão 13,5 V 
L1 1,52 V 4,60 V 
L2 1,47 V 4,37 V 
L3 1,50 V 4,53 V 
 
Verificou-se que ao retirar a lâmpada 𝐿1 as demais lâmpadas apagaram, 
isso ocorre devido ao sistema permanecer aberto durante a retirada da mesma. 
Tal análise laboratorial, foi de fato considerada satisfatória e possíveis erros 
aleatórios podem ser desconsiderados. Com as leituras do multímetro na 
posição da chave auxiliar em I I e X, fica explícito a inversão da corrente durante 
as trocas das posições da chave pois o valor é o mesmo mas com sinal negativo, 
assim descrito na tabela 04 e 05 abaixo. 
 
10 
 
Tabela 04: Dados da leitura do multímetro em 13,5 V. 
Posição da chave auxiliar Tensão 13,5 V 
I I 0,42 A 
X -0,42 A 
 
Tabela 05: Dados obtidos na leitura do multímetro em 4,5 V. 
Posição da chave auxiliar Tensão 4,5 V 
I I 1,23 A 
X -1,23 A 
 
Ao analisar o brilho (luminosidade) das lâmpadas com a posição da chave 
auxiliar em I I e X, percebe-se que que a intensidade (brilho) da lâmpada diminui 
proporcionalmente a queda de tensão consequentemente com a corrente 
elétrica, o que condiz com a Lei de Ohm. Os dados podem ser vistos na tabela 
06 abaixo. 
Tabela 06: Dados obtidos entre tensão, brilho e corrente. 
Tensão (V) Brilho (luminosidade) Corrente (A) 
12 V Muito Alto 0,39 A 
9 V Alto 0.33 A 
6 V Médio 0,27 A 
4,5 V Fraco 0,23 A 
3 V Muito Fraco 0,19 A 
 
11 
 
5.2 EXPERIMENTO 02: MEDIÇÃO DA TENSÃO E DA CORRENTE ATRAVÉS 
DOS CÓDIGOS DOS RESISTORES. 
O experimento seguinte, sucedeu-se com o auxílio de uma tabela com 
código de cores como mostra a tabela 07 abaixo, em seguida foram realizadas 
a leituras de três resistores, os dados colhidos podem ser visualizados na tabela 
08 abaixo. 
 Tabela 07: Resistências indicadas pela tabela de cores. 
Resistores Faixa 1 Faixa 2 Multiplicador Total 
Marrom,preto,vermelho 1 0 x100 Ω 1K Ω 
Amarelo,preto,vermelho 4 0 x100 Ω 4K Ω 
Marrom, preto, marrom 1 0 x10 Ω 100 Ω 
Amarelo, roxo, preto 4 7 x1 Ω 47 Ω 
Vermelho,vermelho,vermelho 2 2 x100 Ω 2,2K Ω 
Laranja,laranja,marrom 3 3 x10 Ω 330 Ω 
Verde, azul, amarelo 5 6 x10k Ω 560 Ω 
 
Tabela 08: Leitura da tabela com códigos de cores e multímetro. 
Código de cores Leit. 
da 
tabela 
Leit. 
do 
mult. 
Resistores Faixa 1 Faixa 2 Faixa 3 Multiplicador Tolerância 
Marrom,preto,marrom,dourado 1 0 𝑋10 Ω ±5% 100Ω 98,1Ω 
Marrom,preto,preto,preto,douro 1 0 0 𝑋1 Ω ±5% 100 Ω 100 Ω 
Marrom,preto, preto,marrom 1 0 𝑋1 Ω ±1% 100 Ω 100 Ω 
 
Após a compreensão do procedimento ser estabelecida, seguiu-se a 
montagem do circuito das séries com dois resistores de 100 Ω, para os pontos 
VAb, VBc,VAc , como mostra a tabela 09 abaixo. 
 
Tabela 09: Tensões em série. 
Posição de leitura do multímetro Tensão (V) 
VAB = D2-E2 2,52 V 
VBC = G2-G3 2,51 V 
VAC = D2-G3 5,04 V 
Vab + Vbc 5,04 V 
 
 
12 
 
 Pode-se observar, que a tensão da fonte é soma dos pontos Vab e Vbc , 
logo em seguida o circuito foi modificado para série em paralelo, os dados estão 
na tabela 10 abaixo. 
 
Tabela 10: Tensões em paralelo. 
Posição de leitura do 
multímetro 
 Tensão (V) 
VAB = B2-B2 5,02 V 
VBD = D2-D3 4,99 V 
 
Desconsiderando algumas possíveis discrepâncias, podemos considerar 
que que não houve queda de nenhum dos resistores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
7 CONCLUSÕES 
 
Conclui-se através deste experimento, que a intensidade da corrente 
elétrica no circuito em série permanece constante, onde a ddp total é distribuída 
proporcionalmente ao divisor de tensão de cada lâmpada, atribuindo-se uma 
tensão menor que a total, fazendo com que a intensidade do brilho permaneça 
baixa. Já no circuito em paralelo, a tensão estabelecida sobre cada lâmpada é 
igual em todo o sistema atribuindo um brilho normal para cada lâmpada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
CARVALHO, Thomas. Corrente Elétrica. Disponível 
em:<https://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/>. Acesso em: 25. mar. 
2018."Corrente Elétrica" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-
2018. Consultado em01/05/2018 às 09:47. Disponível na 
Internetemhttp://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinaip 
Halliday, D; Resnick, R. e Walker, J. – Fundamentos de Física – Vol. l LTC – 
Livros Técnicos e Científicos Editoras S.A 4ª Edição 1996. Rio de Janeiro/ RJ 
Brasil. 
Hewitt, Paul, G. “Fundamentos da Física Conceitual”; 12ª Edição Bookman 
2015. Porto Alegre / RS Brasil. 
WESTPHALL, W. Tratado de Física. ADAPTADO A LA ENSEÑANZA EN 
UNIVERSIDADES Y ESCUELAS TÉCNICAS SUPERIORES. Ed. Labor. 
Barcelona, 1956 
Referencias eletricidade 
http://www.educacao.cc/educacao/como-benjamin-franklin-descobriu-a-
eletricidade/