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1 Corrente elétrica N. A Fagundes Centro Universitário Uninter Pap – Lajeado. – CEP: 95900-971 – Lajeado -RS – Brasil e-mail: Resumo. Experimento desenvolvido com ajuda do Virtual Lab, objetivando a compreensão do comportamento da corrente elétrica em circuitos resistivos com associação de resistores em série e paralelo. Palavras chave: Virtual Lab, Corrente Elétrica, Resistor, Ligação Série, Ligação Paralelo... Introdução Este experimento tem a finalidade de entender como se comportam as correntes nos circuitos com associação de resistores em serie e paralelo, através dos procedimentos experimentais. Procedimento Experimental A proposta é desenvolver o exercício Lab 31: Corrente elétrica utilizando o programa Virtual Physics 3.0, desenvolvendo os questionamentos que estão descritos. O experimento consiste em analisar três circuitos resistivos, um com apenas um resistor, outro com resistores em série e mais uma com resistores em paralelo. Fazendo uso do osciloscópio e multímetro, algumas informações sobre o circuito devem ser anotadas para desenvolver as questões propostas. O gerador de função deve estar ajustado para 12V DC e os cabos devem ser reposicionados conforme o circuito que estiver sendo analisado. Deve-se tomar cuidado coma ligação do Amperímetro (Multímetro), como a corrente flui do negativo para o positivo, então a corrente de entrada se refere à corrente do lado negativo do resistor e a corrente de saída se refere à corrente do outro lado do resistor. O lado negativo do resistor deve estar conectado à ponteira negativa (preta) do gerador de funções, e o lado positivo, à ponteira positiva (vermelhar). É preciso coletar alguns dados dos circuitos analisados, esses dados devem ser escritos nas tabelas. Posteriormente serão comparados para entender como a corrente elétrica se comparta em cada circuito. Único Resistor Figura 1: Esquema de ligação do resistor Único Resistor Resistor(Ω) I Entrada (A) I Saída (A) 100 0,120 0,120 Tabela 1: Dados do circuito de resistor único Resistores em série Figura 2: Esquema de ligação em Série Resistores em série Resistor(Ω) I Entrada (A) I Saída (A) 180 0,028 0,028 150 0,028 0,028 100 0,028 0,028 Tabela 2: Dados circuito série Resistores em paralelo Figura 3: Esquema de ligação resistores paralelos 2 Resistores em Paralelo Resistor(Ω) I Entrada (A) I Saída (A) 1k 0,012 0,012 500 0,024 0,024 200 0,060 0,060 Série 1 0,095 0,095 Tabela 3: Dados Circuito paralelo (misto) Análise e Resultados Podemos perceber no experimento que a corrente que entra no resistor é a mesma que sai, sendo assim, fica comprovado que não há perda de corrente no resistor. Um resistor é apenas uma carga no circuito e se comportando como tal ele limita a corrente que passa pelo circuito respeitando a Lei de Ohm: 𝐼 = 𝑉 𝑅 . Aplicando no primeiro caso, podemos observar que se confirma a Lei de Ohm, onde a tensão aplicada no resistor (V = 12v) e a resistência (R = 100Ω) onde temos 𝐼 = 12 100 𝐼 = 0,120𝐴. Analisando os dados coletados nas tabelas, notamos que em circuitos de resistores em série a corrente é a mesma para todo o circuito, em qualquer um dos resistores é possível medir a corrente e obter o mesmo valor. Nos circuitos de resistores em paralelo, a diferença de potencial de cada resistor é a mesma, porém a corrente que passa em cada resistor é diferente, pois como estão submetidos a uma mesma DDP quem vai limitar a corrente será a resistência. A lei de Ohm é válida para todos os casos que envolvem circuitos puramente resistivos, por isso novamente nos apoiamos nela para afirmar que o valor de corrente é inversamente proporcional ao valor da resistência (quanto maior a resistência menor será a corrente). Sempre que temos associações de resistores (série, paralelo ou misto) podemos substituir todos os resistores por um resistor equivalente, levando em consideração o resistor equivalente que pode ser calculados da seguinte maneira, para resistores em série usamos a equação: 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑅1 + 𝑅2 + ⋯ + 𝑅𝑛. E para calcular o resistor equivalente de um circuito em paralelo usa-se: 1 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 1 𝑅1 + 1 𝑅2 + ⋯ + 1 𝑅𝑛 . Na Tabela 3 podemos entender melhor o que acontece ao observar os dados. Temos um resistor apontado como Série com R= 1Ω e utilizando a formula acima chegamos ao valor de 125Ω para toda a associação dos três resistores paralelos. Assim pela lei de Ohm encontramos o valor de I = 0,095A, mesmo valor medido antes dos resistores em paralelo. Como já sabemos, circuitos em paralelo tem suas correntes divididas, e podemos perceber que somando todas as correntes dos outros 3 resistores chegamos ao valor de I = 0.096A, igual ao medido no resistor de 1Ω I = 0,095A. (um erro de 0.001A é percebido, mas pode ser desconsiderado por que é resultado de arredondamento de valores feito pelo multímetro). Na Tabela 2 notamos que as correntes que passam por qualquer resistor é a mesma. Isso acontece por que em série só há um caminho para a corrente, e ele passa por todos os resistores, somando todas as resistências (seguindo a regra) se obtém um resistor equivalente. Desse resistor equivalente, novamente utilizando a lei de ohm, conseguimos encontrar a corrente que passa no circuito: 𝑅𝑒𝑞 = 180 + 150 + 100 → 𝑅𝑒𝑞 = 430Ω 𝐼 = 𝑉 𝑅 → 𝐼 = 12 430 → 𝐼 = 0,028𝐴 Conclusão Neste experimento conseguimos compreender o comportamento da corrente elétrica nos circuitos por associação de resistores, tento em série quanto em paralelo. Observando que em circuitos em série a resistência equivalente sempre terá um valor maior que a maior das resistências, e a associação em paralelo terá o valor de sua resistência menor que a menor das resistências do circuito. Sendo que nos circuitos em série temos a mesma corrente em qualquer ponto do circuito, e em paralelo as correntes se dividem, e somadas devem dar o valor da corrente total que passa no circuito. Referências [1] YOUNG, Hugo D. e FREEDMAN, Roger A. – “Física III- Eletromagnetismo”- Pearson- 12ª edição. [2] PEARSON- Manual Virtual Lab Physics. [3]Site: http://www.sofisica.com.br.
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