Avaliação 1 - Eletronica Analogica

Prévia do material em texto

DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
• Quadro elétrico; 
• Pontes; 
• Lâmpadas; 
• Multímetro
FASE 1 - ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE.
Preencha a tabela 1 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão). Lâmpada Tensão (V) 3 5 6 7 Tabela 1
	Lâmpada 
	Tensão (V)
	3
	3.93 V
	5
	3.97 V
	6
	4.07 V
	7
	?
 Tabela 1 – Dados experimentais de tensão com quatro resistores em serie
OBS: Não foi incluído o resistor 7 no circuito, devido a erros de seleção de uma das 4 lâmpadas no simulador.
Preencha a tabela 2 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão) após a remoção da lâmpada do borne 6.
	Lâmpada 
	Tensão (V)
	3
	5.95 V
	5
	6.01 V
	6
	
	
	
 Tabela 2 – Dados experimentais de tensão com três resistores em série
Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em série a soma das tensões elétricas sobre cada componente (lâmpada) é igual a tensão elétrica total atuante no circuito. ” 
R – Sim, devido as tensões se distribuírem entre os resistores conforme o valor de sua resistência.
Caso um circuito possuísse 20 lâmpadas em série e uma das lâmpadas “queimasse”, o que aconteceria com as demais lâmpadas do circuito? Justifique a sua resposta.
 R – Todas as lâmpadas se apagarão, isto irá ocorrer devido a característica de um circuito serie onde a corrente elétrica e a mesma em todos os pontos, caso uma se queime e abra o circuito, o fluxo de corrente elétrica se sessa.
Preencha a tabela 3 com os resultados obtidos durante o passo 4 (Medindo a corrente elétrica).
	Lâmpada 
	Corrente (A)
	3
	0.15 A 
	5
	0.15 A 
	6
	0.15 A 
	7
	?
 Tabela 3 – Dados experimentais de corrente com resistores em série
Como é o comportamento da corrente elétrica no circuito que você montou? Explique.
R – É a mesma em todos os pontos
FASE 2 – ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO 
	Lâmpada 
	Tensão (V)
	4
	11.96 V
	3
	11.96 V
	2
	11.97 V
	
	
Preencha a tabela 4 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão)
 Tabela 4 – Dados experimentais de tensão com resistores em paralelo
Com base em suas medições, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em paralelo os componentes do circuito ficam submetidos a uma mesma tensão elétrica”
R - Sim 
Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em paralelo, a retirada de um dos componentes do circuito (lâmpadas) não interrompe o funcionamento dos demais componentes. ”
R – Sim, não interrompe.
 FASE 3 – ASSOCIAÇÃO MISTA DE RESISTORES
Em relação a luminosidade observada pelas lâmpadas ao final do passo 1 (montado o experimento), foi possível observar alguma diferença entre elas? Em caso afirmativo, qual foi a diferença? Justifique
R - Sim, a lâmpada 5 brilha com mais intensidade devido a tensão e corrente ser maiores neste ponto.
Preencha a tabela 5 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão).
	Lâmpada 
	Tensão (V)
	5
	8.12 V 
	4
	4.03 V
	3
	4.02 V
	2
	?
 Tabela 5 – Dados experimentais de tensão com associação mista de resistores
Qual foi a tensão medida entre os terminais 2A e 5B? Utilizando seus conhecimentos sobre circuitos elétricos e associação de resistores, explique como a tensão fornecida pela fonte é dividida entre as lâmpadas do circuito montado no passo 1.
R – A tensão entre os bornes é de 12.04 V. Na associação em paralelo a tensão se dividi em duas partes, porem com o mesmo valor e depois na saída da associação em paralelo as tensões menores, devido a queda de tensão nas lâmpadas, se unem e flui pelo pela lâmpada que está em série, zerando a tensão na saída da última lâmpada.
 DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
 LEI DE OHM
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
• Multímetro; 
• Interruptor;
 • Fonte de alimentação; 
• Painel Dias Blanco.
PROCEDIMENTOS 
FASE I – RESISTÊNCIA ELÉTRICA EM FUNÇÃO DA ÁREA E DO COMPRIMENTO DO CONDUTOR
OBSERVANDO AS ESPECIFICAÇÕES DOS FIOS CONDUTORES 
Caro estudante lembre-se que esse experimento representa uma situação real, para tal, observe as especificações e informações referentes a todos os fios condutores presentes no experimento.
MEDINDO RESISTÊNCIA DE UM RESISTOR EM FUNÇÃO DO COMPRIMENTO
Ajuste o multímetro para a posição adequada para a realização de medições de resistência elétrica de até 200 Ω. Agora observe que o valor da resistência, correspondente a ligação feita, aparece na tela do multímetro. Para posterior análise crie uma tabela semelhante a apresentada abaixo e anote os valores encontrados para os pontos medidos no resistor 1.
	Resistor 
	L/M
	R (Ω )
	R/L (Ω /M)
	AB
	0.25
	4.3
	17.2
	AC
	0.50
	8.7
	17.4
	AD
	0.75
	12.9
	17.2
	AE
	0.100
	17.1
	17.1
MEDINDO A RESISTÊNCIA ELÉTRICA DE UM RESISTOR EM FUNÇÃO DA ÁREA
Realize as medidas para os resistores 3, 4 e 5 no painel Dias Blanco, nas respectivas posições “AE3”, “AE4” e “AE5”. Crie uma tabela semelhante a apresentada abaixo e anote os valores encontrados para os pontos medidos nos resistores.
	 
	A ( m²)
	R (Ω )
	R.A (Ω.m²)
	Resistor 3
	0.407
	3.5
	1.424
	Resistor 4
	0.204
	4.9
	0.999
	Resistor 5
	0.321
	0.2
	0.064
FASE II – A CORRENTE ELÉTRICA EM FUNÇÃO DA TENSÃO E DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA EM UM FIO RESISTOR
POSICIONANDO PONTAS DE PROVAS NOS BORNES
Posicione a ponta de prova negativa do multímetro na posição “E4”. Em seguida, posicione a ponta de prova positiva do multímetro na fonte de tensão. Conecte a ponta de prova da fonte de tensão no painel Dias Blanco e observe que as pontas de prova estão posicionadas em “AE4”.
	V(V)
	I(A)
	V/I(V/A)
	0.5
	0.10
	5
	1.00
	0.20
	5
	1.50
	0.31
	4.9
	2.00
	0.41
	4.9
	2.50
	0.51
	4.9
 
  
Construa o gráfico da “Resistência elétrica x Comprimento do resistor”.
O que é possível observar com relação ao comportamento da resistência elétrica? Explique.
R – A resistência elétrica ela é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e temperatura, e inversamente proporcional ao diâmetro do condutor. 
RESISTÊNCIA ELÉTRICA DE UM RESISTOR EM FUNÇÃO DA ÁREA
Construa o gráfico da “Resistência elétrica x Inverso da área de seção reta do resistor”.
R - ? 
Não entendi essa questão, o inverso da seção da área de um condutor reflete na resistência elétrica do condutor de forma inversamente proporcional, neste caso o inverso seria a condutividade.
Qual o comportamento da resistência elétrica?
R – A resistência elétrica é responsável em fazer oposição a passagem de corrente elétrica em um circuito 
Com base nos seus conhecimentos, é correto afirmar que “A resistência de um condutor depende da sua geometria (comprimento e área) ”?
R – Sim, essas grandezas influenciam direta ou indiretamente no modulo de valor da resistência elétrica.
Calcule a resistividade de cada resistor.
OBS: Não consta o material de fabricação dos resistores, por via de dúvida, vou usar o cobre.
R1 ===== 5.35*10^-4 Ω.m
R2 ===== 8.43*10^-5 Ω.m
R3 ===== 4.22*10^-5 Ω.m
R4 ===== 8.43*10^-5 Ω.m
R5 ===== 5.35*10^-5 Ω.m
Qual dos resistores possui maior resistividade? Por quê? ▪. Para o cálculo da resistividade utilize a fórmula: ρ = 𝑅 𝐴 𝐿.
R – O resistor R1, devido esse resistor apresentar menor área, isto matematicamente 
 
 
CORRENTE ELÉTRICA DE UM RESISTOR
Construa o gráfico da “Tensão elétrica x Corrente elétrica”, caso precise retorne ao roteiro teórico para relembrar a relação entre Tensão elétrica ou corrente elétrica.
Depois da realização do experimento o que é possível observar com relação ao comportamento da corrente elétrica? Explique.
R – Observou-se que a corrente e proporcional ao aumento da tensão, na medida que elevou atenção em Step, assim a corrente elétrica aumentou mesmo com a resistência constante.
É possível realizar as medições de corrente elétrica em todos os resistores? Caso não, por quê?
R- Sim, pode –se fazer unitário ouem associação.
Qual dos resistores apresentou maior valor para a corrente elétrica? Tente elaborar uma justificativa, abordado o comportamento da resistência elétrica como a passagem da corrente elétrica.
R – Levando em consideração o R5, pois apresenta resistência elétrica muito baixa, praticamente um curto circuito.
DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
CAPACITOR
MATERIAIS NECESSÁRIOS
 • Fonte de tensão; 
• Voltímetro ou multímetro digital;
 • Capacitor; 
• Resistor; 
• Protoboard; 
• Cronômetro; 
• Chave alavanca;
 • Fios de ligação.
PROCEDIMENTOS
MONTANDO O CIRCUITO NA PROTOBOARD 
Monte o circuito na protoboard 2, de acordo com o esquemático que pode ser visualizado na janela “Circuitos”, selecionando os componentes na maleta;
MEDINDO O TEMPO DE CARREGAMENTO DO CAPACITOR
Utilize o circuito da protoboard 2 e o cronômetro para medir o tempo de carga total do capacitor e preencha a tabela 1 de medidas de V63% para encontrar a constante de tempo do circuito;
 
 Tabela 1 – Dados do carregamento do capacitor
Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o capacitor leva para carregar totalmente?
R - A tensão registrada no multímetro e de 11.97 V e o tempo de carregamento do capacitor em média e de 7.7 s.
Preencha a tabela 2 com os dados obtidos no descarregamento do capacitor.
	V 37 %
	 
	Medição 
	Medição
	1
	2
	3
	4
	Media 
	T 37%
	5.07
	5.06
	6.01
	6.06
	5.55
	V 63%
	 
	Medição 
	Medição
	1
	2
	3
	4
	Media 
	T 63%
	7.04
	8.54
	7.91
	7.58
	7.76
A constante de tempo de um circuito RC é dada por: τ = R ∗ C 
Onde: τ é a constante de tempo em segundos; 
R é a resistência em ohms; C é a capacitância em farads. 
Utilizando os dados do circuito 2 e ignorando a resistência interna do multímetro (devido à sua influência desprezível no cálculo da constante de tempo) encontre:
τ Teórico = 1.8 s
Os valores encontrados nos passos 5 e 6 são os valores encontrados experimentalmente para a constante de tempo, anote esses valores abaixo
τ Experimental1 = 7.7 s
τ Experimental2 = 5.5 s
Qual o módulo do valor de tensão (|𝑉𝑀𝑒𝑑|) exibida no multímetro conectado a protoboard 1? Qual a tensão fornecida pela bateria (Vf) para este circuito? Qual o valor da resistência (R) na qual o multímetro está conectado?
R - VMed === -5.95 V
 VfB === 12.0 V 
 RL2 === 90 Ω
Para calcular a resistência interna do multímetro, utilize a equação abaixo:
𝑅𝑉 = (|V𝑀𝑒𝑑| V𝑓 − 2|V𝑀𝑒𝑑|) R
Onde: Vf = Tensão da fonte. 
VMed = Tensão medida pelo multímetro. 
R = Valor das resistências iguais utilizadas. 
RV = Resistência interna do multímetro.
Qual o valor da resistência interna do multímetro (RV)?
𝑅𝑉 = (|V𝑀𝑒𝑑| V𝑓 − 2|V𝑀𝑒𝑑|) R 
 = -5.95 / 12-2 / -5.95 * R =
 = 318 Ω
Qual o valor da tensão apresentada pelo multímetro e o tempo que o capacitor leva para carregar totalmente? 
R – Protoboard 2 - Modulo da tensão para carregamento do capacitor foi de 11.97 V e o tempo de carregamento do capacitor foi de 7.7 s.
DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO - AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
LEDS & DIODOS
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
• Bateria 9V; 
• Protoboard; 
• Dois multímetros; 
• Cabos para multímetros e protoboard; 
• Potenciômetro de 100 kiloohms; 
• Diodo emissor de luz vermelha; 
• Resistor de 300 ohms
Anote na tabela apresentada abaixo os valores da corrente elétrica apresentado pelo multímetro ajustado para medir a corrente elétrica que passa pelo led.
	Medição
	Tensão na fonte (V)
	Tensão no multímetro (V)
	Corrente elétrica (A)
	1
	0
	0
	0
	2
	0.2
	0.2
	0
	3
	0.4
	0.4
	0
	4
	0.6
	0.6
	0
	5
	0.8
	0.8
	0
	6
	1.0
	1.0
	0
	7
	1.2
	1.2
	0
	8
	1.4
	1.4
	0
	9
	1.6
	1.6
	0
	10
	1.8
	1.8
	0
	11
	2.0
	2.08 
	0.05
	12
	2.2
	2.08
	0.25
	13
	2.4
	2.08
	0.65
Obs: 
Com o resistor de 100 Ω passou a circular corrente elétrica apartir de 2.65 V.
Com o resistor de 300 Ω passou a circular corrente elétrica apartir de 2.10 V.
Com o resistor de 500 Ω passou a circular corrente elétrica apartir de 2.05 V.
O multímetro está ajustado para a escala de 2 V e o programa não tem acesso para ajuste de escala, a tensão no multímetro estabilizou em 2.08 v 
Utilizando os dados obtidos no experimento, construa a curva característica do led (tensão apresentada pelo multímetro x corrente elétrica).
Em seguida, responda os questionamentos a seguir:
A partir de que valor de corrente elétrica o led acendeu? Sua intensidade luminosa aumentou ao com o aumento da corrente elétrica? Explique.
R- O led brilhou na tensão de 4.63 V com o fluxo de corrente elétrica de 5.10 mA
Qual a relação observada na curva característica do led com relação à tensão e corrente elétrica? 
R – Observamos que as relações entre essas grandezas elétricas são diretamente proporcionais.
Corrente elétrica (A)	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1	1.2	1.4	1.6	1.8	2.08	2.08	2.08	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0.05	0.25	0.65	TENSÃO 
CORRENTE ELETRICA 
0,25	0,5	0,75	1	4.3	8.6999999999999993	12.9	17.100000000000001	
Resistencia 	0,2	4,9	3,2	6,5	16,3	0	5	0.2	0.03	0.15	0.06	
Condutividade
Tensão 	0,5	1	1,5	2	2,5	0	0.1	0.2	0.31	0.41	0.51	
Corrente