Relatório: Eletrostática_ Circuitos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI - URCA
PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO - PROGRAD
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
CURSO: LICENCIATURA EM FÍSICA
DISCIPLINA: PRÁTICA DE ENSINO DE LABORATÓRIO III
PROFESSOR: CARLOS EMÍDIO S. NOGUEIRA
ELETROSTÁTICA: CIRCUITOS
GLENDA VIEIRA CHAVES
JUAZEIRO DO NORTE - CE
AGOSTO/ 2021
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Circuito em Série.………………………………...…………….………….…..6
Figura 2. Circuito em Paralelo.…………………….……...…………….………….…....7
Figura 3. Lâmpadas em Série (Exp. 1)..………………...………………….……….….8
Figura 4. Resistores em Paralelo (Exp. 2)....…………………………………………...9
Figura 5. Resistores em Série (Exp. 3)..……………………………………………....10
Figura 6. Resistores em Série (Exp. 4)....…………………………………….……....10
Figura 7. Resistores em Paralelo (Exp. 5).…………………………………………....11
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Resistência, tensão e corrente para exp. 1.1……………….………..…..8
Tabela 2. Resistência, tensão e corrente para exp. 1.2.………….……….………..8
Tabela 3. Resistência, tensão e corrente para exp. 2.……….…………….………..9
Tabela 4. Resistência, tensão e corrente para exp. 3.………………….…………..10
Tabela 5. Resistência, tensão e corrente para exp. 4.………………….…………..11
Tabela 6. Resistência, tensão e corrente para exp. 5.………………….…………..11
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SUMÁRIO
OBJETIVOS 4
MATERIAIS 5
INTRODUÇÃO 6
PROCEDIMENTO 8
QUESTIONÁRIO 12
CONCLUSÃO 13
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14
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OBJETIVOS
● Verificar as relações entre corrente e voltagem de circuitos em série e em
paralelo.
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MATERIAIS
● Dispositivo Eletrônico;
● Acesso à Internet;
● Ambiente Virtual Phet.
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INTRODUÇÃO
Para a produção de um sistema elétrico eficaz, se faz necessário a
associação de uma bateria à resistores, de modo que os mesmos possam
aumentar ou diminuir a resistência em determinado trecho do circuito elétrico. Tal
circuito pode estar esquematizado de duas formas distintas, são elas: circuito em
série e circuito em paralelo.
Em um circuito em série, todos os componentes estão ligados por um único
fio, ou seja, a intensidade da corrente elétrica que passará nesse circuito não
precisará ser divida em nenhum momento, não existindo nós ou ramificações
durante o circuito, como mostra a imagem a seguir:
Figura 1. Circuito em Série. A imagem apresenta um interruptor ligado por um fio azul a uma
bateria de duas pilhas e a dois bocais de lâmpadas, formando assim um circuito em série. Acesso
em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/circuito-eletrico.htm.
Como podemos observar, os resistores estão organizados um após o outro,
de forma que a corrente elétrica do circuito permaneça constante durante todo ele.
A tensão obtida na associação em série, por sua vez, é a soma total da que se
verifica em cada resistor e deve ser equivalente à tensão emitida pela bateria. O
mesmo acontece com a resistência, cujo a resistência equivalente de uma
associação de resistências em série é igual a soma das resistências associadas.
Em um circuito em paralelo, todos os componentes estão ligados, de modo
que em algum momento exista pelo menos dois caminhos em que a corrente
elétrica deverá fluir e isso acarretará em uma divisão da mesma, para que as
demandas de todos os resistores sejam atendidas. Observe a imagem abaixo:
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/circuito-eletrico.htm
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Figura 2. Circuito em Paralelo. A imagem apresenta um interruptor ligado por um fio azul a uma
bateria de duas pilhas e a dois bocais de lâmpadas, de tal forma que o fio sofre uma ramificação,
formando assim um circuito em paralelo. Acesso em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/
circuito-eletrico.htm.
Dentro deste contexto, a tensão presente no circuito é constante durante
todo ele, contudo a corrente elétrica e a resistência equivalente que circula na
associação é o somatório das correntes e das resistências associadas,
respectivamente.
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PROCEDIMENTO
Inicialmente, esquematiza-se um circuito com duas lâmpadas posicionadas
em série, como na imagem a seguir:
Figura 3. Lâmpadas em Série (Exp. 1). Na imagem constam duas lâmpadas ligadas por um fio à
uma bateria. Acervo: Glenda Chaves.
A bateria, deste circuito, deve fornecer 9V e cada lâmpada deve ter 10 ohm
de resistência. Precisa-se aferir a corrente elétrica e a voltagem em cada lâmpada,
utilizando o amperímetro e o voltímetro apresentados no ambiente Phet e os dados
coletados devem ser transferidos para a tabela abaixo:
Lâmpada Voltagem [V] Corrente [A]
10 ohm 4,50 0,45
10 ohm 4,50 0,45
Tabela 1. Resistência, tensão e corrente para exp. 1.1.
Posteriormente, substituiremos as lâmpadas por resistores em série, onde a
bateria permanece fornecendo 9V e cada resistor deve ter 10 ohm de resistência.
Mede-se a corrente elétrica e a voltagem em cada resistor e os dados coletados
são preenchidos na tabela:
Resistor Voltagem [V] Corrente [A]
10 ohm 4,50 0,45
10 ohm 4,50 0,45
Tabela 2. Resistência, tensão e corrente para exp. 1.2.
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Os valores para voltagem devem ser somados e comparados ao valor da
bateria presente no circuito (9,0 V).
Em uma nova etapa do experimento, esquematiza-se um circuito de dois
resistores em paralelo, onde a bateria deve fornecer 9V e cada resistor deve ter 10
ohm de resistência, como apresenta a imagem:
Figura 4. Resistores em Paralelo (Exp. 2). Na imagem constam dois resistores ligados por um fio
ramificado à uma bateria, formando um circuito em paralelo. Acervo: Glenda Chaves.
Deve-se medir a corrente e a voltagem em cada resistor e na bateria. Os
dados coletados devem preencher a tabela abaixo:
Resistor Voltagem [V] Corrente [A]
10 ohm 9,0 0,90
10 ohm 9,0 0,90
Tabela 3. Resistência, tensão e corrente para exp. 2.
Os valores de corrente elétrica dos resistores devem ser somados e
comparados com a corrente elétrica presente na bateria (1,80 A).
Novamente com dois resistores em série, devemos ampliar a voltagem da
bateria para 12V e um dos resistores permanecerá com 10 ohm de resistência,
enquanto o outro passa a ter 30 ohm de resistência, como mostra a figura:
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Figura 5. Resistores em Série (Exp. 3). Na imagem constam dois resistores ligados por um fio
contínuo à uma bateria, formando um circuito em série. Acervo: Glenda Chaves.
Novamente, deve ser medida a corrente e a voltagem em cada resistor e
preenchida a tabela a seguir:
Resistor Voltagem [V] Corrente [A]
10 ohm 3,0 0,30
30 ohm 9,0 0,30
Tabela 4. Resistência, tensão e corrente para exp. 3.
Soma-se as voltagens e compara-se com a voltagem da bateria utilizada no
circuito (12,0 V), sempre observando as proporções de corrente passando por cada
resistor.
Agora, com um circuito composto por três resistores em série (como mostra
a imagem), cuja bateria deve fornecer 10V e os resistores devem apresentar 10
ohm, 30 ohm, 10 ohm de resistência, respectivamente, mede-se os valores de
corrente elétrica e voltagem de cada resistor e preenche-se a tabela:
Figura 6. Resistores em Série (Exp. 4). Na imagem constam três resistores ligados por um fio
contínuo à uma bateria, formando um circuito em série. Acervo: Glenda Chaves.
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Resistor Voltagem [V] Corrente [A]
10 ohm 2,0 0,20
30 ohm 6,0 0,20
10 ohm 2,0 0,20
Tabela 5. Resistência, tensão e corrente para exp. 4.
As voltagens nos resistores devem ser somadas e comparadas com a
voltagem da bateria (10V).
Com um circuito composto por uma bateria de 30 V e dois resistores em
paralelo, como apresentado na figura, cujas suas resistências medem 10 ohm e 20
ohm, respectivamente, mede-se a corrente elétrica e a voltagem em cada resistor e
coletam-se nos dados na tabela:
Figura 7. Resistores em Paralelo (Exp. 5). Na imagem constam dois resistores ligados por um fio
ramificado à uma bateria, formando um circuito em paralelo. Acervo: Glenda Chaves.
Resistor Voltagem [V] Corrente [A]
10 ohm 3,0 0,30
20 ohm 9,0 0,30
Tabela 6. Resistência, tensão e corrente para exp. 5.
Soma-se às correntes presentes nos resistores e compara-se com a corrente
da bateria, sempre observando as proporções entre os valores aferidos.
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QUESTIONÁRIO
1.Resistores em série têm mesmas correntes ou mesmas voltagens?
Resistores em série apresentam o mesmo valor de corrente,
diferentemente de suas voltagens, cujo a soma dos valores equivalerá a
tensão da bateria.
2. Resistores em paralelo têm mesmas correntes ou mesmas voltagens?
Resistores em paralelo apresentam o mesmo valor de voltagem,
diferentemente dos seus valores para corrente elétrica, cujo a soma
equivalerá a intensidade da corrente na bateria.
3. O que você observou a respeito da soma das voltagens em circuitos
em série?
Em situações onde os resistores estão em série, a soma das suas
voltagens será equivalente à tensão da sua bateria.
4. O que você observou a respeito da soma das correntes em circuitos
em paralelo?
Em situações onde os resistores estão em paralelo, a soma das suas
correntes elétricas será equivalente à intensidade da corrente elétrica na
sua bateria.
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CONCLUSÃO
Devido aos dados coletados nas experiências, é possível afirmar que em um
circuito elétrico organizado com resistores em série, a intensidade da corrente
elétrica permanece constante ao longo de todo o circuito, o que não ocorre com a
tensão elétrica que será dividida entre os resistores. Em contrapartida, em um
circuito organizado em paralelo, a tensão elétrica nos resistores será igual e a
intensidade da corrente elétrica será inversamente proporcional à resistência de
cada resistor.
Conseguimos aferir que, em uma situação de circuito em série, onde a
bateria possui voltagem de 9,0 Volts e resistores de 10 ohm e 30 ohm, a voltagem
no resistor de 30 ohm é três vezes maior do que no resistor de 10 ohm, ou seja,
quanto maior a resistência, maior será a tensão neste resistor. Em uma situação
similar, organizando dois resistores de 10 ohm e 20 ohm, respectivamente, em
paralelo, pode-se observar que o resistor de 10 ohm possui corrente elétrica duas
vezes maior que o resistor de 20 ohm, portanto, quanto maior a resistência, menor
é a corrente elétrica.
Conclui-se que a resistência é diretamente proporcional a tensão e
inversamente proporcional a corrente elétrica em um circuito e que os valores para
voltagem e corrente são proporcionais aos valores de resistência dos resistores
presentes no circuito em série ou em paralelo, respectivamente.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALBUQUERQUE, R.O. Análise de Circuitos em Corrente Contínua. 7.ed. São
Paulo: Érica. 1987. 176 p.
GUSSOW, M. Eletricidade Básica. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1985. 566 p.
MALVINO, A.P. Eletrônica. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1986. 526 p.
HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Física 3 . 3.ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e
Científicos Editora, 1983. 322 p.
SOUSA, Marcos Antônio de. Circuitos com Cargas em Série e em Paralelo. –
Circuitos Elétricos para Engenharia Elétrica, Engenharia de Computação e
Engenharia de Controle e Automação. Pontifícia Universidade Católica de Goiás.
Disponível em: http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpl
oad/17601/material/Lab03_ENG1041_Serie_Paralelo.pdf. Acesso em: 23 de
Agosto de 2021.
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/a