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Atividade Contextualizada – AOL5 Aluno: Adalberto Pereira Lopes Sobrinho Matrícula: 01307186 Curso: Engenharia Civil - 5NA A partir de um esquema elétrico apresentado pelo professor em uma aula no laboratório de Física, foi solicitado aos grupos de alunos, que montassem um circuito elétrico indicando os valores ddp(V) e de corrente(A) dos resistores, utilizando para a medição os equipamentos voltímetro e o amperímetro. Todos os componentes necessários para a realização do experimento, foram fornecidos. Já para os alunos retardatários verificou-se que os componentes eletrônicos chamados de resistores só restavam em estoque com capacidade de 10 kΩ, o professor orientou ao grupo a montagem de um circuito com resistores equivalentes. Na realização do experimento o professor requisitou que as equipes descrevessem qual a forma correta de utilização do voltímetro e do amperímetro no sistema e representasse o desenho do circuito com os equipamentos, indicando as leituras por eles apresentadas, memorial de cálculos utilizando duas casas decimais e por fim a representação gráfica do circuito equivalente para grupo de alunos que chegaram atrasados, justificando a escolha. Com base no solicitado foi realizado vários testes utilizando um circuito virtual eletrônico FALSTAD, nele foi aplicado o voltímetro usando as ponteiras em paralelo nos componentes o mesmo possui resistência infinita e o amperímetro em série na fiação do circuito, o equipamento possui resistência zero, como resultado foram obtidos os valores de tensão(V) e corrente(A) do circuito misto, conforme imagens apresentadas no anexo. Em seguida utilizando os conhecimentos adquiridos no estudo da disciplina, foi aplicado as fórmulas para encontrar tanto o ddp quanto a corrente elétrica do circuito e assim compará-las com a medição fornecida nos testes realizados no simulador virtual. Para uma melhor análise foi feita a transformação do circuito misto, para um circuito em série equivalente, na resolução foi multiplicado os valores dos dois resistores em paralelos e dividido pela soma dos mesmos, assim obtendo um resistor equivalente, transformando o circuito misto em apenas um circuito em série com três resistores. Em seguida foi realizado a soma dos resistores do circuito em série resultante e foi obtido um circuito equivalente com apenas um resistor conforme apresentado nas imagens do esquema anexo. Nesse circuito foi realizado a medição da correte elétrica através do amperímetro tendo como resultado 2,03mA de corrente atuante em todo trecho do circuito. Cálculos com o circuito alimentado por uma fonte de 70(V). Após ter encontrado a correte atuante em todo circuito chegou a vez de calcular a ddp nos trechos AB, BC e CD, verificando também os valores de amperagem atuantes no circuito, para isso utilizou-se as fórmulas da lei de Ohms: V = I*R e I=V/R onde I = corrente (A) ; V = tensão em volts e R= valor do resistor(kΩ) e por fim apresentação do circuito elaborado pelo grupo de alunos que chegaram atrasado na aula, onde houve a substituição dos resistores em paralelos R2=5kΩ e R4=50kΩ por dois de 10kΩ e o R1=20kΩ em série por dois de 10 kΩ, deixando o esquema do circuito Nº1 com a mesma equivalência do esquema do circuito Nº5. Todos os cálculos estão apresentados no memorial anexo, juntamente com as imagens do circuito original e suas respectivas equivalências. Referências: http://falstad.com/circuit/circuitjs.html https://brasilescola.uol.com.br/fisica/circuitos-eletricos.htm https://www.infoescola.com/eletricidade/voltimetro-e-amperimetro/ https://www.researchgate.net/profile/Valmir- Heckler/publication/316890299_CIRCUITOS_ELETRICOS_NO_ENSINO_MED IO_UMA_SEQUENCIA_INVESTIGATIVA/links/59170136aca27200fe519ad2/CI RCUITOS-ELETRICOS-NO-ENSINO-MEDIO-UMA-SEQUENCIA- INVESTIGATIVA.pdf https://www.youtube.com/watch?v=Vd4VLoB53J4&t=708s https://www.youtube.com/watch?v=LAZ79Y93VXY http://falstad.com/circuit/circuitjs.html https://brasilescola.uol.com.br/fisica/circuitos-eletricos.htm https://www.infoescola.com/eletricidade/voltimetro-e-amperimetro/ https://www.researchgate.net/profile/Valmir-Heckler/publication/316890299_CIRCUITOS_ELETRICOS_NO_ENSINO_MEDIO_UMA_SEQUENCIA_INVESTIGATIVA/links/59170136aca27200fe519ad2/CIRCUITOS-ELETRICOS-NO-ENSINO-MEDIO-UMA-SEQUENCIA-INVESTIGATIVA.pdf https://www.researchgate.net/profile/Valmir-Heckler/publication/316890299_CIRCUITOS_ELETRICOS_NO_ENSINO_MEDIO_UMA_SEQUENCIA_INVESTIGATIVA/links/59170136aca27200fe519ad2/CIRCUITOS-ELETRICOS-NO-ENSINO-MEDIO-UMA-SEQUENCIA-INVESTIGATIVA.pdf https://www.researchgate.net/profile/Valmir-Heckler/publication/316890299_CIRCUITOS_ELETRICOS_NO_ENSINO_MEDIO_UMA_SEQUENCIA_INVESTIGATIVA/links/59170136aca27200fe519ad2/CIRCUITOS-ELETRICOS-NO-ENSINO-MEDIO-UMA-SEQUENCIA-INVESTIGATIVA.pdf https://www.researchgate.net/profile/Valmir-Heckler/publication/316890299_CIRCUITOS_ELETRICOS_NO_ENSINO_MEDIO_UMA_SEQUENCIA_INVESTIGATIVA/links/59170136aca27200fe519ad2/CIRCUITOS-ELETRICOS-NO-ENSINO-MEDIO-UMA-SEQUENCIA-INVESTIGATIVA.pdf https://www.researchgate.net/profile/Valmir-Heckler/publication/316890299_CIRCUITOS_ELETRICOS_NO_ENSINO_MEDIO_UMA_SEQUENCIA_INVESTIGATIVA/links/59170136aca27200fe519ad2/CIRCUITOS-ELETRICOS-NO-ENSINO-MEDIO-UMA-SEQUENCIA-INVESTIGATIVA.pdf https://www.youtube.com/watch?v=Vd4VLoB53J4&t=708s https://www.youtube.com/watch?v=LAZ79Y93VXY Memorial de Cálculos Cálculos referentes ao esquema do circuito de Nº 2 (Circuito Misto com 5 resistores): Valores atribuídos equivalentes a R2 e R4 do circuito paralelo no esquema R2*R4/R2+R4 5*50/ 5+50 = 4,54 kΩ. Com essa equivalência dos resistores R2 e R4, podemos montar o esquema do circuito de Nº 3 e o esquema do circuito de Nº 5 esse elaborado pelo grupo de alunos retardatários; Cálculos referentes ao esquema do circuito de Nº 3 (Circuito em série com 3 resistores): Valores atribuídos equivalentes a soma resultante dos resistores R1, R2 e R3 do circuito em série: R1+R2+R3 = 20+4,54+10 = 34,54 kΩ, Com essa equivalência dos resistores, podemos montar o esquema do circuito Nº 4; Cálculos referentes ao esquema do circuito de Nº 4 (Circuito em série com 1 resistor): Cálculo da corrente no circuito: I = V/R2 I = 70V (valor da fonte)/34,54 = 2,026mA, aproximadamente 2,03mA. Cálculos de tensão e corrente no circuito de Nº 3 : Fonte de 70V, cálculo do ddp em R1, R2 e R3 V1(CD) =I *R1 2,03mA *20 kΩ = 40,60V V2(BC) = I * R2 2,03mA * 4,54 kΩ = 9,22V V3(AB) = I * R3 2,03mA * 10 kΩ = 20,30V. Calculado a corrente em I1= I2 = I3 = 2,03mA Cálculos de tensão e corrente no circuito de Nº 2 : Fonte de 70V, cálculo do ddp em R1, R2, R3 e R4 V1(CD)= I * R1 2,03mA *20 kΩ = 40,60V V2(BC) = 9,22V calculado em N3 V3(AB) = I * R3 = 2,03mA * 10 kΩ = 20,30V V4 = V2(BC) Calculado a corrente em R1, R2, R3 e R4 I1=V1/R1 40,60/20 = 2,03mA I2=V2/R2 = 9,22V/5 kΩ = 1,84mA I3=V3/R3 = 20,30V/10 kΩ = 2,03mA I4=V4/R4 = 9,22V/50 kΩ = 0,184mA Cálculo para montagem do circuito Nº5 : com o resultado encontrado nos resistores paralelos R2=5kΩ e R4=50kΩ do circuito Nº2=R2*R4/R2+R4 5*50/5+50 = 4,54 kΩ, e o resultado encontrado nos resistores paralelos R2=10kΩ e R4=10kΩ do esquema montado no circuito de Nº5 = R2*R4/R2+R4 10*10/10+10 = 5 kΩ prova que foi uma montagem equivalente. Resumo : Esquema Nº3 valores de V e I V1(CD)= 40,60V; V2(BC)= 9,22V e V3(AB)= 20,30V. I1= 2,03mA; I2= 2,03mA e I3= 2,03mA. Esquema Nº 2 valores de V e I V1(CD)= 40,60V; V2(BC)= 9,22V, V3(AB)= 20,30V e V4 = V2. I1= 2,03mA; I2= 1,84mA ; I3= 2,03mA e I4= 0,184mA. Fazendo o somatória entre I2 e I4 teremos: 1,84mA+0,184mA≈ 2,03mA e se observamos no esquema do circuito de Nº2ddp entre a tensão que chega e que sai dos resistores R2 e R4= 9,22V. fazendo esse mesmo processo para R1=40,60V e para R3=20,30V. Conclusão: As leituras realizadas pelos equipamentos (voltímetro e amperímetro) no circuito do simulador virtual e apresentadas nas imagens dos esquemas, conferem com os cálculos realizados através da lei de Ohms, em alguns pontos teve pequenas divergência entre os valores, problemas estes acarretados pelos arredondamentos utilizados na redução dos cálculos para duas casas decimais. ESQUEMAS DO CIRCUITO 1 - Esquema original apresentado pelo professor Nº1 2 - Esquema com as leituras realizadas com voltímetro e amperímetro Nº 2 3 – Esquema do circuito em equivalente em série R1,R2 e R3 Nº3 4 – Esquema do circuito equivalente em série com um resistor R2 Nº 4 5 - Esquema do circuito equivalente ao do professor, montado pelos alunos retardatários com resistores R1, R2, R3 e R4 todos com capacidade individual de 10 kΩ. Nº5 A escolha desse circuito em equivalência ao de Nº2 foi realizada através dos cálculos para os resistores paralelos R2 e R4 em ambos esquema e com base que um circuito em série a equivalência é o resultado na soma dos resistores, dessa forma essa foi a solução mais viável para o problema apresentado. Dados Esquema Nº2 do professor Dados do esquema Nº5 do grupo dos alunos retardatários Equivalentes
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