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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TELEINFORMÁTICA CIRCUITOS ELÉTRICOS 06 DE MARÇO DE 2015 ALUNO(A):________________________________ MATRÍCULA:_________________ ROTEIRO DO LABORATÓRIO 02 DE CIRCUITOS ELÉTRICOS MEDIÇÃO DE TENSÃO, CORRENTE E POTÊNCIA EM CIRCUITOS RESISTIVOS. INTRODUÇÃO 1) Medição de tensão e corrente É importante sermos capazes de medir tensão e corrente em circuitos elétricos. Desenvolver testes de falhas nos circuitos e investigar efeitos improváveis de se prever no papel são exemplos fundamentais de situações onde as medições buscam garantir o bom funcionamento do sistema e segurança para seus usuários. Como o próprio nome indica, amperímetro é o instrumento utilizado para medição da intensidade da corrente elétrica em circuitos. De maneira análoga, o voltímetro é o instrumento utilizado para realizar a medição da diferença de tensão entre dois pontos. A figura 1 indica a utilização adequada de cada um dos instrumentos citados. Figura 1.1: Modo adequado de realizar leitura de tensão com voltímetro. Figura 1.2: Modo adequado de realizar leitura de corrente com amperímetro. 2) Resistência e resistor A grandeza responsável por determinar a intensidade de corrente elétrica num circuito, dado uma tensão, é a resistência. Resistor é o componente físico responsável por desempenhar o papel de resistência em circuitos. A figura 2 mostra a notação utilizada para se indicar uma resistência num circuito elétrico e um exemplo de resistor. Figura 2.1: Representação da resistência. Figura 2.2: Exemplo de resistor. Para a leitura da resistência de um dado resistor, são analisadas as faixas coloridas presentes no componente. Para cada cor é atribuído um valor (conforme tabela 1) e ao analisar o conjunto de cores do resistor, obtém-se o valor da resistência. O resistor de quatro faixas presente na figura 3 é utilizado como exemplo: 1° Faixa: Marrom. Número 1. 2° Faixa: Preto. Número 0. 3° Faixa: Vermelho. Multiplicador x100 Ω. 4° Faixa: Dourado. Tolerância +/- 5%. Valor da resistência: 10x100 Ω = 1KΩ +/- 5%. Figura 3: Resistor de 1KΩ. No caso do resistor possuir cinco faixas coloridas, a quarta faixa é responsável pelo fator multiplicador e a quinta faixa pelo fator de tolerância. Tabela 1: Cores para leitura de resistência. Cor 1° Faixa 2° Faixa 3° Faixa Multiplicador Tolerância Preto 0 0 0 X1 Ω Marrom 1 1 1 X10 Ω +/- 1% Vermelho 2 2 2 X100 Ω +/- 2% Laranja 3 3 3 X1K Ω Amarelo 4 4 4 X10K Ω Verde 5 5 5 X100K Ω +/- 0.5% Azul 6 6 6 X1M Ω +/- 0.25% Violeta 7 7 7 X10M Ω +/- 0.1 Cinza 8 8 8 +/- 0.05% Branco 9 9 9 Dourado X 0.1 Ω +/- 5% Prateado X 0.01 Ω +/- 10% 3) Cálculo de potência O termo potência é aplicado para gerar uma relação de quanto trabalho pode ser obtido dado um intervalo de tempo. Como a unidade de energia é medida em Joules e o tempo em segundos, a grandeza de potência é medida em Joules (J) por segundo (s) e a unidade de medida de potência em eletricidade é o Watt (W), definido pela equação 1: ( ) ( ) ( ) [1] Numa forma de equação, a potência é determinada pela equação 2: [2] Onde a energia (W) é medida em joules e o tempo (t) em segundos. Considerando um sistema elétrico, a potência pode ser determinada em função da corrente e tensão conforme mostra a equação 3: [3] A partir de uma substituição direta da lei de Ohm, a equação de potência pode ser obtida em outras duas formas: [4] [5] MONTANDO OS CIRCUITOS Monte os circuitos abaixo para a resolução das questões. Circuito 1 E = 5V R1 = 1KΩ R2 = R3 = 470Ω Circuito 2 E = 5V R1 = R2 = 470Ω R3 = 1KΩ R4 = 1MΩ QUESTÃO 1 (CIRCUITO 1) a) Utilizando o multímetro, determine as tensões em cada resistor. b) Ainda utilizando o multímetro, determine as correntes em cada resistor. c) Determine a potência fornecida pela fonte e a potência fornecida a cada resistor. d) Qual resistor recebeu a maior potência? Por quê? e) O que acontece com a potência fornecida aos resistores? QUESTÃO 2 (CIRCUITO 2) a) Utilizando o multímetro, determine as tensões em cada resistor. b) Ainda utilizando o multímetro, determine as correntes em cada resistor. c) Determine a potência fornecida pela fonte e a potência fornecida a cada resistor. D) Qual resistor recebeu a menor potência? Por quê?