Relatório Tecnico Circuitos Elétricos - Prática 5-3

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
MINAS GERAIS - IFMG 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO TÉCNICO: INTRODUÇÃO AOS CIRCUITOS ELÉTRICOS 
 
 
 
 
ISABELLA DE OLIVEIRA AMANCIO 
RAFAEL COSTA PEREIRA 
 
 
 
 
 
PROFESSORA: PATRÍCIA S. A. SALES 
 
 
 
 
 
 
SANTA LUZIA – MG 
2020 
1. Objetivo 
Usar o simulador PhET para prever, experimentar e interpretar alguns 
conceitos sobre circuito simples. 
 
2. Introdução 
Circuito elétrico é um circuito fechado. Ele começa e termina no mesmo 
ponto e é formado por vários elementos que se ligam e, assim, tornam 
possível a passagem da corrente elétrica. 
a. Elementos de um Circuito Elétrico 
Circuito elétrico é um circuito fechado. Ele começa e termina no mesmo 
ponto e é formado por vários elementos que se ligam e, assim, tornam 
possível a passagem da corrente elétrica. 
Resistores: os resistores, ou resistências, são componentes do circuito 
elétrico que têm duas funções. Uma delas é converter a energia elétrica em 
energia térmica, a outra é limitar a passagem da corrente elétrica através 
do controle da voltagem. 
Capacitores: os capacitores, ou condensadores, são componentes 
elétricos que armazenam as cargas elétricas. Essas cargas elétricas são 
utilizadas sempre que haja resistência, ou seja, sempre que a passagem da 
corrente elétrica seja dificultada. 
Geradores: os geradores são dispositivos que prolongam a diferença de 
potencial entre dois corpos. É dessa forma que eles são capazes de 
transformar diferentes tipos de energia. 
Condutores: os condutores são os elementos que permitem que as cargas 
circulem facilmente num circuito elétrico. 
Indutores: os indutores são os dispositivos que armazenam a energia 
elétrica. 
b. Circuito Elétrico Simples 
Circuito Elétrico Simples é aquele que percorre apenas um caminho. O 
exemplo mais comum é uma bateria. 
Nas baterias, são sempre os mesmos elétrons que estão circulando. Se não 
fosse assim, elas não conseguiam receber energia logo depois de a ter 
fornecido. 
c. Circuito Elétrico em Série 
Circuito Elétrico em série é aquele em que existe uma associação. A partir 
dessa associação, os componentes ligam-se entre si na mesma sequência 
e na mesma direção. Como exemplo, podemos citar as lâmpadas usadas 
na decoração das árvores de Natal. O circuito feito por elas é simples e o 
fato de uma lâmpada queimar prejudica as restantes. 
d. Circuito Elétrico em Paralelo 
Circuito Elétrico em paralelo é aquele em que existe uma associação onde 
a corrente elétrica se divide ao longo do circuito. Isso acontece para que 
haja tensão elétrica constante em todos os pontos. Exemplo disso é o 
circuito elétrico residencial, onde todas as tomadas existentes na casa têm 
de ter a mesma intensidade de corrente elétrica. 
3. Materiais e Métodos 
Experimento realizado utilizando o simulador PhET. 
 
4. Resultado e Discussões 
Parte II - Experimento 
1. Compare o brilho das duas lâmpadas, ou seja, o brilho da primeira 
lâmpada é maior, menor ou igual ao da segunda lâmpada? 
R: Os brilhos de ambas as lâmpadas são iguais, pois as tensões para 
as duas lâmpadas são iguais. 
 
2. A corrente é "consumida” na primeira lâmpada, ou a corrente através 
das lâmpadas é a mesma? Justifique sua resposta. 
R: As correntes nas lâmpadas são divididas igualmente, pois as 
resistências de ambas as lâmpadas são iguais. 
 
3. Comparar (maior, menor ou igual) o brilho de cada uma das 
lâmpadas do circuito em série da Figura 3, com o brilho da lâmpada 
do circuito da Figura 2. 
R: O brilho da lâmpada da situação 1 é maior, já que na figura 2 a 
corrente é dividida entre 2 lâmpadas e possui a resistência de 2 
lâmpadas. 
 
4. Como a corrente através de uma lâmpada no circuito de uma única 
lâmpada se compara à corrente nesta mesma lâmpada quando ela é 
conectada em série com uma segunda lâmpada? Explique 
R: 
 
5. Usando este raciocínio, se forem adicionadas mais lâmpadas em 
série no circuito a resistência total iria aumentar, diminuir ou 
permanecer a mesma que antes? 
R: A resistência aumenta para cada lâmpada que é adicionada ao 
circuito, pois cada lâmpada possui sua resistência, e a resistência 
equivalente de um circuito em série é a somatória de cada resistência 
presente. Seguindo a Lei de Ohm; 
𝑅𝑒𝑞 = ∑𝑅𝑛
𝑛
𝑛=0
 
 
 
6. Como a corrente através da fonte irá variar (aumentar, diminuir ou 
permanecer a mesma) se o número de lâmpadas conectadas em 
série aumentar ou diminuir? 
R: Em um circuito em serie a corrente elétrica é mantida ao longo do 
circuito, o que varia é a tensão elétrica. 
 
Ainda da associação de duas lâmpadas incandescentes em série, 
utilize as lâmpadas especificadas nas tabelas. Duas lâmpadas 
iguais: 
 
Lâmpada I (A) V (V) R (Ω) P (W) 
L1 (15W-127V) 0,37 62,3 168,37 7,35 
L1 (15W-127V) 0,37 60,2 162,70 7,11 
Total 0,37 122,5 
 
Duas lâmpadas diferentes: 
 
Lâmpada I (A) V (V) R (Ω) P (W) 
L1 (15W-127V) 0,54 13,8 25,55 1,62 
L1 (40W-127V) 0,54 108,7 201,29 63,39 
Total 0,54 122,5 
 
7. Utilize o voltímetro e o amperímetro para medir a tensão e a corrente 
nas lâmpadas. Na associação em série, o que se pode concluir em 
relação a: 
a) Corrente elétrica? 
R: A corrente elétrica se divide igualmente as lâmpadas. 
b) Tensão elétrica? 
R: A tensão elétrica é a mesma, já que as cargas só passam por um 
único fio conectado aos polos da bateria 
c) retirando-se uma das lâmpadas, o que acontece com as demais? 
R: As outras lâmpadas se apagam, já que quando se retira uma 
lâmpada em circuito em série o caminho de cargas é interrompido, 
sendo assim não acendendo nenhuma lâmpada. 
 
8. Represente este circuito incluindo as ligações dos multímetros. 
Determine a partir das medidas experimentais a resistência e a 
potência dissipada de cada lâmpada e complete a tabela. Sabendo 
que tem um brilho mais intenso a lâmpada que dissipa maior 
potência, qual das lâmpadas brilha mais? 
R: A lâmpada de 40W brilha mais por ter uma resistência dissipando 
um potência de 63,39W. 
 
 
 
Parte III: Circuito em Paralelo 
1. Compare o brilho das duas lâmpadas do circuito e registre. 
 
2. A partir de suas observações, o que você pode concluir sobre a 
corrente em cada lâmpada? 
R: Diferente do circuito em paralelo a corrente é dividida entre os 2 
caminhos de carga. 
 
3. Descreva o comportamento da corrente no circuito todo. Como a 
corrente através da bateria se divide e recombina na junção dos dois 
ramos das duas lâmpadas em paralelo? 
R: A corrente sai da bateria com 3ª, no ponto 1 ela se divide, ficando 
com 1,5A cada. No segundo ponto de interseção entre os caminhos 
as correntes voltam a se encontrar e seus valores se somam, 
voltando a ficar com 3A. 
 
 
 
4. O brilho de cada lâmpada do circuito com duas lâmpadas em 
paralelo Figura 4 é maior, igual ou menor do que no caso de uma do 
circuito de uma única lâmpada figura 2? 
R: O brilho continua o mesmo para circuitos com uma lâmpada ou 
paralelo com 2 lâmpadas, embora a corrente se divida a tensão é 
mantida para todos os pontos do circuito paralelo 
5. Compare a corrente através da fonte conectada a uma única lâmpada 
com o caso das duas lâmpadas em paralelo. Explique, baseando-se 
em suas observações. 
R: Os terminais dos lados de cada lâmpada estão ligados no mesmo 
fio que está conectada a bateria, e como as lâmpadas são iguais e 
ligadas ao mesmo ponto, geram a mesma tensão, como no sistema 
tem 2 lâmpadas, a corrente que passa pela bateria tem que ser 2 
vezes maior que no sistema de única lâmpada para que seja mantida 
tensão igual. 
 
 
6. Como a corrente através da fonte irá variar (aumentar, diminuir ou 
permanecer a mesma) se o número de lâmpadas conectadas em 
paralelo aumentar ou diminuir? 
R: Quanto mais lâmpadas conectadas ao sistema, maior será a 
corrente que passa pela bateria, como explicado na resposta da 
questão 5,cada lâmpada terá tensão igual, então essa corrente sai 
de forma somada da bateria, e divide entre as resistências de forma 
igual. 
 
7. O que você pode inferir a respeito do comportamento da resistência 
total do circuito com o aumento do número de lâmpadas em 
paralelo? 
R: O aumento de lâmpadas influi no aumento da resistência. Pela lei 
de Ohm, a diferença de potencial é multiplicação da corrente elétrica 
pela resistência, logo: 
i=
𝑉
𝑅
 
 
 Sabendo que a corrente que passa na bateria é a soma das correntes: 
i = i1 + i2 + i3; 
Substituindo temos que a resistência equivalente é: 
𝑉
Req
=
𝑉
R1
+
𝑉
R2
 
 
8. A corrente através da fonte depende do número de lâmpadas do 
circuito e do modo no qual elas estão conectadas? 
R: Sim, a corrente é dependente de como o circuito é montado. No 
circuito em paralelo as lâmpadas estão conectadas sobre o mesmo 
fio dos polos e como a tensão entre eles vão ser iguais, logo a 
corrente passante pela bateria vai ser maior. No sistema em serie a 
tensão vai se manter a mesma durante todo caminho. 
 
9. No circuito de duas lâmpadas em paralelo, retire uma das lâmpadas. 
Isto muda significativamente a corrente no outro ramo do circuito 
que contém a outra lâmpada? A característica de uma fonte ideal é 
que todos os ramos conectados em paralelo através dela são 
independentes um dos outros (a corrente em cada ramo é 
independente da dos outros). Ainda da associação de duas 
lâmpadas em paralelo, utilize as lâmpadas especificadas nas tabelas. 
R: Não, a corrente que passa pelo outro ramo continua a mesma, 
pois no sistema em paralelo cada lâmpada conecta a um polo da 
bateria, então a corrente entre elas é igual. 
 
 
Duas lâmpadas iguais: 
Duas lâmpadas L1 (15W-127V) e L2 (15W-127V) 
Lâmpada I (A) V (V) R (Ω) P (W) 
L1 (15W-127V) 0,56 122,3 218,39 14,44 
L1 (15W-127V) 0,57 121,4 212,98 14,33 
Total 1,13 122,3 
 
Duas lâmpadas diferentes: 
 Duas lâmpadas L1 (15W-127V) e L2 (40W-127V) 
Lâmpada I (A) V (V) R (Ω) P (W) 
L1 (15W-127V) 0,57 122,6 215,08 14,48 
L1 (40W-127V) 1,42 121,9 85,84 14,33 
Total 1,99 122,6 
 
 
Parte IV: Corrente e Resistência 
1. Prever o brilho relativo das lâmpadas quando a chave está fechada 
(registre por escrito). 
R: O circuito montado é um circuito em misto. Quando a chave está 
fechada, a lâmpada A, possui um brilho maior que as lâmpadas B e C. Por 
B e C serem lâmpadas em paralelas as correntes é dividida entre elas. 
Como o caminho de carga das lâmpadas B e C se encontram antes da 
lâmpada A, então a corrente que atravessa a lâmpada A é soma entre as 
correntes de B e C. 
 
 
 
2. Prever como o brilho da lâmpada A muda quando a chave está aberta 
(registre por escrito). 
R: Quando a chave está aberta o circuito passa a ser um circuito em série, 
logo a corrente para as lâmpadas A e B é a mesma em comparação com a 
chave fechada. O brilho será maior já que a corrente não se divide como no 
circuito em paralelo, desta forma, a tensão que sai da bateria é menor. 
 
3. Agora monte o circuito (com V= 15V) e verifique suas previsões. Para 
cada circuito acima, compare a corrente nas lâmpadas. 
 
R: Como esperado a parte do circuito em paralelo tem a tensão dividida, 
porem a mesma corrente.
 
 
Quando a chave está aberta o sistema passa a ser em série, e como 
previsto a luz da lâmpada A diminui enquanto a B aumenta, e igualam entre 
si. 
 
Parte V: Curto-Circuito 
 
1. A Figura 6 nos mostra um circuito com duas lâmpadas idênticas. Prediga 
o que acontecerá: 
 
a) Prever o que ocorre com o brilho das lâmpadas B e C quando a chave é 
fechada. 
R: Quando a chave estiver fechada a lâmpada C ficará apagada e somente 
a lâmpada B irá acender, já que a carga procura o melhor caminho para 
percorrer, ou seja, o caminho com menor resistência. O brilho da lâmpada 
B será maior do que as duas lâmpadas acesas juntas. 
 
b) Agora monte o circuito (com V= 15V) e verifique suas previsões. 
R: Com o circuito montado foi observado o que foi previsto na letra A, a 
carga passou pelo caminho que encontrava menor resistência. 
 
 
2. A Figura 8 nos mostra um circuito com três lâmpadas idênticas. Prediga 
o que acontecerá em cada uma das situações descritas a seguir. 
a) Suponha que a lâmpada C seja removida. O que ocorrerá com o brilho 
das lâmpadas A e B? 
Explique seu raciocínio. 
R: Se a lâmpada C for removida passará ser um circuito em série, o brilho 
da lâmpada A irá diminuir e ficar igual da lâmpada B, sendo removida dará 
descontinuidade no caminho, interrompendo o fluxo de carga naquele 
caminho e interrompendo o circuito em paralelo, diminuindo assim a 
tensão que sai da bateria, já que, para circuito em paralelo a tensão se 
mantem a mesma. O brilho da lâmpada A irá diminuir, pois a tensão que 
passava naquele ponto era maior devido as lâmpadas em paralelo que 
consequentemente aumentavam a tensão que saia da bateria. 
 
b) Se um fio for ligado entre os pontos 1 e 2, ocorrerão mudanças no brilho 
das lâmpadas A, B e C? Explique seu raciocínio. 
R: Como a corrente procura o caminho com menos obstáculos (menos 
resistência), a carga não passará pela lâmpada A, fazendo um desvio pelo 
fio. Os brilhos das lâmpadas B e C será maior e iguais entre si. Isso porque 
o circuito passa a ser somente em paralelo, não dividindo a tensão com a 
lâmpada em série. 
 
c) Suponha que o fio esteja conectado entre os pontos 2 e 3. O que 
acontecerá ao brilho de cada lâmpada? Explique seu raciocínio. 
R: A lâmpada C não acenderá, pois, a corrente irá desviar pelo fio pela 
mesma análise da letra A. 
 
d) Realize os experimentos propostos (a - c) e verifique suas previsões. Use 
15V. 
R: O previsto para as questões A e B foram observados no circuito 
montado, onde as previsões foram corretas. Para a questão C, notamos 
que houve divergência no que foi previsto para o que foi observado no 
experimento. A corrente percorreu o caminho com menor resistência, mas 
diferente do previsto ela também não passou pela lâmpada B, fazendo 
então que somente a lâmpada A recebesse carga. 
 
5. Referências Bibliográficas 
TODA MATÉRIA. Circuitos Elétricos. Disponível em: 
<https://www.todamateria.com.br/circuito-
eletrico/#:~:text=Circuito%20El%C3%A9trico%20Simples%20%C3%A9%20
aquele,depois%20de%20a%20ter%20fornecido.>. Acesso em: 25 de 
outubro de 2020. 
PhET interactive SIMULATIONS. Disponível em https://phet.colorado.edu/