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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Engenharia de Produção Laboratório de Eletricidade Aplicada Roteiro 2: Conceitos Fundamentais: Tensão Contínua e Instrumentos de medição. Lei de Ohm Thaís Gabrielle Alves de Oliveira Belo Horizonte SETEMBRO/2020 INTRODUÇÃO A lei de Ohm é dada por uma relação entre tensão sobre um elemento de circuito com a corrente presente no mesmo, na forma: V = RI. No experimento desse relatório obtemos um circuito resistivo ligado a uma fonte de tensão contínua. As correntes e tensões do circuito serão calculadas e medidas com o objetivo de comprovar o comportamento da lei de Ohm. OBJETIVOS Apresentar os conceitos fundamentais: tensões e correntes contínuas; Apresentar o multímetro digital para medição de tensões e correntes contínuas; Apresentar o osciloscópio e sua utilização; MATERIAIS/EQUIPAMENTOS Fonte de tensão contínua; 2 resistores de 50 Ohms; 2 Multímetros digitais - um será usado como voltímetro e outro como amperímetro; 1 osciloscópio; 2 pontas de prova para osciloscópio; METODOLOGIA Seguem os procedimentos realizados para simular o circuito 1. A tensão Vf da fonte de tensão continua deve ser ajustada para 10 V. 2. Cálculos: Pela Lei de Ohm a corrente i é dada por 𝑖 = 10 𝑉 50 Ω + 50 Ω = 10 𝑉 100 Ω = 0,1𝐴 = 100𝑚𝐴 Também pela Lei de Ohm a tensão v sobre o resistor de 50 Ohms é dada por: 𝑣 = 50 Ω . 0,1 𝐴 = 5 𝑉 3. Um dos multímetros deve ter a função selecionada para AMPERÍMETRO DC – CORRENTE CONTÍNUA 4. Outro multímetro deve ter a função selecionada para VOLTÍMETRO DC – TENSÃO CONTÍNUA 5. Montar o circuito da figura 2.1 observando as conexões indicadas RESULTADOS Calculados Medidos Tensão v (V) 5 5 Corrente i (mA) 100 100 Figura 01: Circuito montado no simulador. QUESTÕES 1. As medições estão de acordo com as expectativas? Sim 2. Como deve ser conectado um amperímetro? Porque? Para realizar as medições corretamente o amperímetro precisa ser conectado em série em relação ao elemento do circuito que está sendo medido. Caso seja colocado em paralelo, poderá ocasionar um curto circuito. 3. Como deve ser conectado um voltímetro? Porque? Para realizar as medições corretamente o voltímetro precisa ser conectado em paralelo em relação ao elemento do circuito que está sendo medido. Caso seja colocado em série, poderá ocasionar um curto circuito. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Engenharia de Produção Laboratório de Eletricidade Aplicada Roteiro 4: Circuito resistivo alimentado por fonte de tensão contínua: Leis de Kirchhoff Thaís Gabrielle Alves de Oliveira Belo Horizonte SETEMBRO/2020 INTRODUÇÃO As leis de Kirchhoff, são conhecidas na física como lei das malhas e leis dos nós, são, respectivamente, leis de conservação da carga elétrica e da energia nas malhas e nos nós dos circuitos elétricos. Primeira lei de Kirchhoff (lei dos nós) Em qualquer nó do circuito, a soma das correntes que o deixam é igual a soma das correntes que chegam até ele. ∑n in=0 Segunda lei de Kirchhoff (lei das malhas) Em um circuito, a soma algébrica das forças eletromotrizes (f.e.m) em qualquer malha é igual a soma algébrica das quedas de potencial ou dos produtos iR contidos na malha. ∑k Ek=∑n Rn in OBJETIVOS Verificar o comportamento de um circuito resistivo alimentado por uma fonte de tensão contínua; Verificar experimentalmente as Leis de Kirchhoff; MATERIAIS/EQUIPAMENTOS 1 fonte de tensão contínua 3 resistores de valores diversos a escolha do grupo 1 Multímetro digital METODOLOGIA Seguem os passos realizados no experimento: 1. Anotar na tabela 4.1 os valores das resistências R1, R2 e R3, escolhidas pelo grupo. Observar que a máxima corrente no circuito NÃO pode superar 300 mA. https://brasilescola.uol.com.br/fisica/circuitos-eletricos.htm https://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/ Tabela 4.1 – Resistores Utilizados R1 R2 R3 50 50 10 2. Escrever as equações obtidas a partir da Lei das Tensões de Kirchhoff (LTK) para o circuito da figura 4.1, em função de vF, v1, v2 e v3. −𝑣𝐹 + 𝑣1 + 𝑣2 = 0 −𝑣2 + 𝑣3 = 0 3. Escrever as equações obtidas a partir da Lei das Correntes de Kirchhoff (LCK) para o circuito da figura 4.1, em função de i1, i2 e 13. −𝑖1 + 𝑖2 + 𝑖3 = 4. Utilizando as associações de resistores e a Lei de Ohm, calcular as tensões v1, v2 e v3, e as correntes i1, i2 e i3. Anotar os valores na tabela 4.2. A tensão da fonte vF será de 10 V. 5. Montar o circuito da figura 4.1 e ajustar a tensão da fonte em 10 V. 6. Medir sucessivamente as tensões v1, v2 e v3. Anotar os valores na tabela 4.2. 7. Medir sucessivamente as correntes i1, i2 e i3. Anotar os valores na tabela 4.2. 8. Substituir os valores das tensões v1, v2 e v3 na equação da LTK do item 2. Verificar se soma é igual a zero. 9. Substituir os valores das correntes i1, i2 e i3 na equação da LCK do item 3. Verificar se soma é igual a zero. RESULTADOS Figura 01: Circuito montado no simulador. Figura 02: Circuito montado no simulador após alteração dos itens 8 e 9. Grandeza Valor Calculado Valor Medido v1 (V) 8,5715 8,5714 v2 (V) 1,4285 1,4286 v3 (V) 1,4285 1,4286 i1 (A) 0,1714 0,1714 i2 (A) 0,02857 0,0286 i3 (A) 0,14285 0,1423 QUESTÕES 1. A Lei das Tensões de Kirchhoff foi verificada através deste experimento? Justifique. Sim, através do cálculo -v2 + v3 temos: -1,4286 +1,4286 = 0 2. A Lei das Correntes de Kirchhoff foi verificada através deste experimento? Justifique. Sim, através do cálculo i1 = i2 + i3 temos: 0,1714 = 0,02857 + 0,14285
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