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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS SERTÃO DEPARTAMENTOS DE ENGENHARIA CIVIL E PRODUÇÃO DENER MARIN GOMES VILA NOVA Circuitos Elétricos Resistivos Delmiro Gouveia 2019 DENER MARIN GOMES VILA NOVA Circuitos Elétricos Resistivos Relatório técnico apresentado a disciplina de Laboratório 2 de Física da Universidade Federal de Alagoas, como requisito parcial para obtenção de nota para avaliação AB2 do semestre letivo 2018.2 do curso de Engenharia Civil. Professor(a): MSc. Angelica da Silva Delmiro Gouveia 2019 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 2. DESENVOLVIMENTO .......................................................................................... 3 2.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................... 3 2.2 OBJETIVO......................................................................................................... 5 2.3 MATERIAL ........................................................................................................ 5 2.4 PROCEDIMENTO ............................................................................................. 5 2.3.1 Circuito com uma lâmpada ...................................................................... 5 2.3.2 Circuito em série ......................................................................................... 6 2.3.3 Circuito em paralelo .................................................................................... 8 3. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 9 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 9 3 1. INTRODUÇÃO Um circuito elétrico é a ligação de elementos elétricos, tais como resistores, indutores, capacitores, diodos, linhas de transmissão, fontes de tensão, fontes de correntes e interruptores, de modo que formem pelo menos um caminho fechado para a corrente elétrica. Resistência e resistor é o nome dado a qualquer dificuldade ou oposição da passagem da corrente elétrica, tais como lâmpadas, componentes eletrônicos, motor e etc. As resistências sem fazem presentes nos circuitos formando diversas associações. 2. DESENVOLVIMENTO 2.1 Fundamentação Teórica As associações de resistência podem formar diversos tipos de circuitos elétricos, e podem ser divididas em três: em série, em paralelos (no qual essas duas associações serão estudadas neste relatório) e a mista. • Associação em série: Nesta associação, as resistências são ligadas de modo que proporcionam apenas um caminho para a corrente elétrica. As resistências são ligas uma após a outra e que uma diferença de potencial V é aplicada às extremidades da ligação. Quando uma diferença de potencial V é aplicada a resistências ligadas em série, a corrente i é a mesma em todas as resistências e a soma das diferenças de potencial das resistências é igual a diferença de potencial aplicada. Figura 01: Três resistores ligados em série entre os pontos a e b. Fonte: Livro Fundamentos de Física, volume 3, Eletromagnetismo, 9ª Edição. 4 • Associação em paralelo: Significa que um dos terminais de todas as resistências é ligado a um certo ponto, o outro terminal de todas as resistências é ligado a um segundo ponto e uma diferença de potencial V é aplicada entre esses pontos. Assim, a mesma diferença de potencial é aplicada a todas as resistências. Quando a diferença de potencial V é aplicada a resistências ligadas em paralelo, todas as resistências são submetidas à mesma diferença de potencial V. Figura 02: Três resistores ligados em paralelos entre os pontos a e b. Fonte: Livro Fundamentos de Física, volume 3, Eletromagnetismo, 9ª Edição. • Mista: Este último caso é composto pela junção das duas associações citadas anteriormente, ou seja, possui resistência em série e em paralelo. Figura 03: Circuito misto Fonte: Google, 2019 5 2.2 Objetivo Observar o comportamento de circuitos resistivos em série e paralelo de diversas características na tensão, corrente e potência elétrica, no relacionamento entre os componentes e no curto circuito. 2.3 Material • Fonte de alimentação fixa; • Potenciômetro; • Fios para ligação (banana-banana); • Instrumentos de medidas (Amperímetro e Voltímetro); • Lâmpadas de 6 V – (1,5 W – 3W); • Placas para o circuito com soquetes e conexões. 2.4 Procedimento 2.3.1 Circuito com uma lâmpada • Montar o circuito conforme o esquema descrito na Figura 04. Figura 04: Esquema de conexão da lâmpada. Fonte: Roteiro do experimento. • Com o botão de ajuste da tensão na posição 0 (zero), no potenciômetro, aumenta-se a tensão gradativamente até o ponto em que se observa a emissão de luz nas lâmpadas de 1,5 W, 2 W e 3 W. Onde se obtém os valores mínimos para o funcionamento do circuito. Faz se o mesmo com o amperímetro para determinar os valores mínimos para as correntes elétricas (A) para as lâmpadas. • Após determinar as correntes elétricas (A) e as tensões elétricas (V), determina-se as potências elétricas (W) usada para manter o circuito em funcionamento. 6 Tabela 01: Valores mínimos de medidas de tensão, corrente e potência utilizados no circuito com uma lâmpada. Componentes Corrente Elétrica (A) Tensão Elétrica (V) Potência (W) Circuito + Fonte de alimentação (L 1,5 W) 0,091 0,94 0,085 Circuito + Fonte de alimentação (L 2 W) 0,142 1,187 0,168 Circuito + Fonte de alimentação (L 3 W) 0,092 1,076 0,098 Fonte: Roteiro do experimento. • Ajusta-se o valor da tensão (máximo de 6 V), realizou-se novas medidas de tensão elétrica e corrente elétrica na entrada e em cada uma das lâmpadas. Tabela 2: Valores máximos de medidas de tensão, corrente e potência utilizados no circuito com uma lâmpada. Componentes Corrente Elétrica (A) Tensão Elétrica (V) Potência (W) Lâmpada 1 (1,5 W) 0,233 5,03 1,172 Lâmpada 2 (2 W) 0,313 4,92 1,539 Lâmpada 3 (3 W) 0,227 5,04 1,144 Fonte: Roteiro do experimento. 2.3.2 Circuito em série • Montar o circuito conforme o esquema da Figura 05 com 2 lâmpadas de 1,5 W. Figura 05: Esquema de conexão da lâmpada. Fonte: Roteiro do experimento. • Com o botão de ajuste da tensão na posição 0 (zero), aumenta-se gradativamente até o ponto em que se observa a emissão de luz nas 2 7 lâmpadas. Obtém-se os valores mínimos para o funcionamento do circuito na tabela 3. • Coletamos as medidas mínimas de tensão e corrente usadas na fonte de alimentação e nas lâmpadas, para que com esses dados fornecidos pudéssemos calcular a potência mínima para que o circuito com ligação em série estivesse funcionando, sabendo que P=VxA, e incluímos o resultado na tabela 3. Tabela 3: Valores mínimos de medidas de tensão, corrente e potência utilizados no circuito em série. Componentes Corrente Elétrica (A) Tensão Elétrica (V) Potência (W) Circuito + Fonte de alimentação 0,087 1,779 0,155 Fonte: Roteiro do experimento. • Ajusta-se o valor da tensão (máximo de 6 V) observando o brilho das lâmpadas. Realiza-se novas medidas de tensão e corrente na entrada e em cada uma das lâmpadas. Tabela 4: Valores máximos demedidas de tensão, corrente e potência utilizados no circuito em série. Componentes Corrente Elétrica (A) Tensão Elétrica (V) Potência (W) Lâmpada 1 (1,5 W) 0,158 2,564 0,405 Lâmpada 2 (1,5 W) 0,158 2,577 0,407 Fonte: Roteiro do experimento. Observações: a) Quando se apaga uma lâmpada (desliga-se) o que ocorre com as demais? R: após desligar uma lâmpada, a outa apaga, pois não havia fluxo de corrente. Isso ocorreu porque nesse circuito passavam a mesma corrente, ou seja, havia apenas um caminho para a circulação da corrente elétrica, e quando tiramos uma lâmpada interrompemos seu percurso. 8 2.3.3 Circuito em paralelo • Montou-se o circuito conforme o esquema da Figura 06, com as mesmas lâmpadas usadas anteriormente (lâmpadas de 1,5 W). Figura 06: Esquema de conexão da lâmpada Fonte: Roteiro do experimento. • Com o botão de ajuste da tensão na :posição 0 (zero), aumentou-se a tensão gradativamente até o ponto em que se observa a emissão de luz nas lâmpadas. Obtendo os valores mínimos para o funcionamento do circuito, mostrado na tabela 5. • Coletamos as medidas mínimas de tensão e corrente usadas na fonte de alimentação e nas lâmpadas, para que pudéssemos calcular a potência mínima utilizada para que o circuito com ligação em paralelo estivesse funcionando, sabendo que P=VxA, incluindo na tabela 5. Tabela 5: Valores mínimos de medidas de tensão, corrente e potência utilizados no circuito em paralelo. Componentes Corrente Elétrica (A) Tensão Elétrica (V) Potência (W) Circuito + Fonte de alimentação 0,182 0,966 0,176 Fonte: Roteiro do experimento. • Ajustou-se o valor da tensão (máximo de 6 V) observando o brilho das lâmpadas. Realiza-se novas medidas de tensão e corrente na entrada e em cada uma das lâmpadas. Encontrou-se a potência como mostra a tabela 6. 9 Tabela 6: Valores máximos de medidas de tensão, corrente e potência utilizados no circuito em paralelo. Componentes Corrente Elétrica (A) Tensão Elétrica (V) Potência (W) Lâmpada 1 (1,5 W) 0,223 4,76 1,061 Lâmpada 2 (1,5W) 0,223 4,76 1,061 Fonte: Roteiro do experimento. Observações: b) Quando se apaga uma lâmpada (desliga-se) o que ocorre com as demais: R: Mesmo com uma lâmpada retirada, as outras continuaram acesas. As correntes passaram por três ramos diferentes, e mesmo quando a corrente era interrompida em um dos ramos, a corrente nos outros ramos continuava, ou seja, ambos os circuitos estavam submetidos a uma tensão constante. 3. CONCLUSÃO Foi possível observar os diversos comportamentos de tensão, corrente e potência elétrica em circuitos resistivos. Na associação em série, a demonstração quando retiramos uma das lâmpadas e as outras no mesmo instante apagaram. No caso da associação em paralelo, tivemos um comportamento totalmente diferente, quando retiramos uma das lâmpadas e as outras permaneceram acesas. REFERÊNCIAS HALLIDAY, David; RENISCK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo. 9. ed. São Paulo: Ltc, 2009. YOUNG, H. D.; FREEDMAN, Física III: Eletromagnetismo. 12 ed. São Paulo: Addison Wesley, 2009. SEARS; ZEMASNKY’S, Física III eletromagnetismo. 12ª ed, São Paulo, Addison Wesley, 2009.
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