KIT DIDÁTICO (Grupo Transformers)

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA - POUSO ALEGRE 
 
 
 
 
 
 
 
Modelagem e Simulação de Sistemas Elétricos e Magnéticos 
Projeto A3 – KIT DIDÁTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 AFONSO BALDINI - RA: 112011746 
 MAURÍLIO ALEXANDRE DE OLIVEIRA - RA: 112012273 
 PEDRO HENRIQUE DA CUNHA SOUZA – RA: 112010408 
 LOGAN MARQUES DE OLIVEIRA – RA: 112023848 
 
 
PROFESSORES: 
ADRIANA APARECIDA DOS SANTOS IZIDORO 
ANA ELISA CUNHA ANDERI CASTILHO 
RICARDO CORRÊA DE ALMEIDA 
 
 
 
 
 
 
 
POUSO ALEGRE 2021 
 
 
Sumário 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................................. 3 
2 OBJETIVO ................................................................................................................................................................................... 3 
3 CIRCUITO ELÉTRICO ................................................................................................................................................................... 3 
4 GERADORES ............................................................................................................................................................................... 3 
5 CORRENTE ELÉTRICA .................................................................................................................................................................. 4 
6 RESISTORES ................................................................................................................................................................................ 4 
7 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES ..................................................................................................................................................... 5 
8 ASSOCIAÇÃO DE RESITORES EM SÉRIE ....................................................................................................................................... 5 
9 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO ............................................................................................................................. 6 
10 ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIA MISTA ........................................................................................................................................ 8 
11 DIVISOR DE TENSÃO RESISTIVO ................................................................................................................................................. 9 
12 DIVISOR DE CORRENTE ............................................................................................................................................................ 10 
13 LED ........................................................................................................................................................................................... 11 
14 DISPOSITIVOS DE CONTROLE ................................................................................................................................................... 12 
15 AMPERÍMETRO ........................................................................................................................................................................ 12 
16 VOLTÍMETRO ............................................................................................................................................................................ 12 
17 TESTES SIMULADOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS NO TINKERCAD ............................................................................................. 13 
18 POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA ............................................................................................................................................... 16 
19 CURIOSIDADES ......................................................................................................................................................................... 17 
20 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................................................ 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 Sabemos que nossa atualidade vem cobrando cada vez mais habilidades necessárias para o desenvolvimento 
e afazeres cotidianos, como por exemplo a utilização de um simples circuito eletrônico, a competência de realizar 
pequenas tarefas em um computador, dentre outras. 
 
2 OBJETIVO 
 
Criar experiências físicas em um ambiente escolar, para que os alunos tenham uma visão da prática dos 
componentes físicos aplicados. 
 
3 CIRCUITO ELÉTRICO 
 
 Circuito elétrico é uma ligação de elementos, como geradores, receptores, resistores, interruptores,capacitores 
feita por meio de fios condutores, formando um caminho fechado que produz uma corrente elétrica. 
 Para que servem os circuitos elétricos? 
 Os circuitos elétricos são utilizados para ligar dispositivos elétricos e eletrônicos de acordo com suas 
especificações de funcionamento, referentes à tensão elétrica de operação e à corrente elétrica suportada pelo 
dispositivo. Além disso, são usados para distribuição da energia elétrica em residências e indústrias, conectando 
diversos dispositivos elétricos por meio de fios condutores, conectores e tomadas. 
 De acordo com seus componentes básicos, um circuito elétrico pode desempenhar diversas funções: eliminar 
picos de corrente elétrica, que são prejudiciais para alguns aparelhos mais sensíveis; aumentar a tensão elétrica de 
entrada ou, até mesmo, abaixá-la; transformar uma corrente alternada em uma corrente contínua; aquecer algo, entre 
outras. 
 Os circuitos elétricos podem ser formados por diversos elementos de acordo com a função desejada. Confira 
abaixo alguns dos elementos mais comuns utilizados nos circuitos elétricos. 
 
4 GERADORES 
 
Geradores são elementos responsáveis por fornecer energia para os circuitos elétricos. Quando ligamos os 
terminais de um gerador aos fios condutores de um circuito, forma-se uma diferença de potencial, que promove a 
movimentação dos elétrons. 
Quando a movimentação dos elétrons ocorre em um único sentido, dizemos que o circuito é percorrido por 
uma corrente direta; se o sentido da corrente variar periodicamente com o tempo, dizemos que ele é percorrido por 
uma corrente alternada. 
Alguns exemplos de geradores de corrente contínua são as pilhas e baterias. Já as tomadas residenciais são 
geradores de correntes alternadas. 
Os geradores ideais, aqueles que não promovem nenhuma perda de energia durante seu funcionamento, são 
representados nos circuitos por meio do símbolo abaixo: 
 
Os geradores que utilizamos em nosso dia a dia são considerados geradores reais, uma vez que todos eles 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/receptores-eletricos.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-resistores.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-corrente-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/tensao-eletrica.htm
acabam dissipando uma parte da energia elétrica durante seu funcionamento. A principal característica desses 
geradores é a presença de uma resistência interna, responsável pela perda de energia em forma de calor em 
decorrência do efeito Joule. Os geradores reais são representados pelo símbolo abaixo: 
 
5 CORRENTE ELÉTRICA 
 
A corrente elétrica é o fluxo ordenado de cargas elétricas, que se movem de forma orientada em um condutor 
elétrico sólido ou em soluções iônicas. Essa é uma grandeza fundamental em Física, pois, sem corrente elétrica, não 
seria possível, por exemplo, fazer funcionar qualquer aparelho elétrico ou eletrônico. 
Os elétrons livres são estimulados a mover-se pelo condutor, o que gera acorrente elétrica por causa de uma 
diferença de potencial elétrico (ddp ou tensão elétrica) estabelecida entre as pontas do condutor. A ddp é estabelecida 
no condutor a partir de um campo elétrico que atravessa o material. Esse campo proporciona diferentes níveis de 
energia potencial, criando, portanto, a tensão necessária para gerar o movimento das cargas elétricas. 
 
 
 
6 RESISTORES 
 
Resistores são dispositivos elétricos com alta resistência elétrica, isto é, opõem-se fortemente à passagem 
de corrente elétrica. Quando esses elementos são percorridos por uma corrente elétrica, produzem uma queda no 
potencial elétrico do circuito, consumindo essa energia por meio do efeito Joule. Dessa forma, é provocado um grande 
aquecimento do circuito. 
Essa classe de dispositivo é comumente usada em ferros de passar, chuveiros elétricos, churrasqueiras elétricas, 
aquecedores, etc. 
A figura abaixo representa o símbolo usado nos esquemas de circuitos elétricos para indicar a presença de um 
resistor: 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-carga-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/condutores-isolantes.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/condutores-isolantes.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/receptores-eletricos.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrons.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/diferenca-potencial-uma-pilha.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-campo-eletrico.htm
 
 
7 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES 
 
Associação de Resistores é um circuito que apresenta dois ou mais resistores. Há três tipos de associação: em 
paralelo, em série e mista. 
 
8 ASSOCIAÇÃO DE RESITORES EM SÉRIE 
 
Na associação de resistores em série, os resistores são ligados em sequência. Isso faz com que a corrente elétrica 
seja mantida ao longo do circuito, enquanto a tensão elétrica varia. 
 
 
 
Assim, a resistência equivalente (Req) de um circuito corresponde à soma das resistências de cada resistor 
presente no circuito: 
Req = R1 + R2 + R3 +...+ Rn 
EXERCÍCIO 1 
 Considere o valor de R1= 1kΩ, R2= 10kΩ, e R3=10kΩ, realize a associação em série. 
 
 
Seguindo a fórmula de associação em série temos: 
Resposta: R1+R2+R3 = 1x103+10x103+10x103= 21x103 = 21kΩ 
 
EXERCÍCIO 2 
Considere o valor de R1= 100Ω, R2= 47kΩ, e R3=27Ω, realize a associação em série. 
 
 
 
Resposta: 
 
Resposta 47,127k Ω 
 
 
9 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO 
 
Na associação de resistores em paralelo, todos os resistores estão submetidos a uma mesma diferença de 
potencial. Sendo a corrente elétrica dividida pelo ramos do circuito. 
Assim, o inverso da resistência equivalente de um circuito é igual a soma dos inversos das resistências de cada resistor 
presente no circuito: 
 
 
 
Quando, em um circuito em paralelo, o valor das resistências forem iguais, podemos encontrar o valor da 
resistência equivalente dividindo o valor de uma resistência pelo número de resistências do circuito, ou seja: 
 
https://www.todamateria.com.br/diferenca-de-potencial/
https://www.todamateria.com.br/diferenca-de-potencial/
 
 
 
 
EXERCÍCIO 1 
Considere o valor de R1= 1kΩ, R2= 10kΩ, e R3=10kΩ, realize a associação em paralelo. 
 
 
 
Seguindo a fórmula de associação em paralela temos: 
Resposta: 1 = 1 + 1 + 1 = 833 Ω 
 Req 1x103 10x103 10x103 
 
EXERCÍCIO 2 
Considere o valor de R1= 22Ω, R2= 3,3kΩ, e R3=15kΩ, realize a associação em paralelo. 
 
 
 
Resposta: 
 
 
Resposta: 21,82Ω 
10 ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIA MISTA 
 
Na associação de resistores mista, os resistores são ligados em série e em paralelo. Para calculá-la, primeiro 
encontramos o valor correspondente à associação em paralelo e de seguida somamos aos resistores em série. 
 
 
 
 
EXERCÍCIO 1 
 Considere o valor de R1= 1kΩ, R2=47Ω, e R3=10kΩ, R4=10kΩ, R5=10KΩ E R6=33KΩ realize a associação 
em série. 
 
 
Resposta: 
REQ=R1+R2+(R3//R4//R5)+R6 
REQ=1000+47000+
1
1
10000
+
1
10000
+
1
10000
 +33000= 84,33 kΩ 
 
EXERCÍCIO 2 
Considere o valor de R1= 1.8 kΩ, R2=22kΩ, e R3=22kΩ, R4=22kΩ,R5=180Ω E R6=680Ω, realize o cálculo da 
associação mista. 
 
 
Resposta: 
 
Resposta: 10kΩ 
11 DIVISOR DE TENSÃO RESISTIVO 
Um Divisor de Tensão resistivo é um circuito formado por uma associação em série de resistores, com o intuito 
de obter valores de tensão diferentes (e menores) do valor da tensão da fonte que alimenta esse circuito. Para isso 
podemos usar a partir de dois resistores ligados em série e uma fonte de alimentação para obter uma tensão elétrica 
que será uma fração da tensão de entrada. 
A tensão total aplicada (Vs) é dividida e sofre uma queda de forma proporcional em todos os resistores desse 
circuito em série. O valor da queda de tensão em um resistor é proporcional ao valor de sua resistência, e quanto maior 
a resistência do componente, maior será a queda de tensão, enquanto um valor de resistência menor impões uma 
queda de tensão também menor. 
Podemos calcular o valor da queda de tensão em um resistor usando uma fórmula simples. É possível efetuar esse 
cálculo inclusive sem conhecer o valor da corrente do circuito. A fórmula que usaremos é a seguinte: 
 
𝑣𝑜𝑢𝑡 = 𝑣𝑖𝑁 ⋅
𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
 
Onde: 
Vout = Valor da queda de tensão sobre um resistor R2 
R2 = Valor da resistência do resistor 
Rt = Resistência total da associação R1+R2 
Vin = Tensão de entrada do circuito. 
EXERCÍCIO 1 
Considere o valor de Vin= 12v, R2= 10 kΩ, R3=10kΩ, calcule Vr2 
 
Resposta: Vr2= 12x 
10000
10000+10000
= 6v 
 
http://www.bosontreinamentos.com.br/eletronica/curso-de-eletronica/curso-de-eletronica-resistores/
EXERCÍCIO 2 
Considere o valor de Vin= 18v, R2= 22kΩ, R3=10kΩ, calcule Vr2 
 
Resposta: 
 
Reposta:12,375V 
12 DIVISOR DE CORRENTE 
A corrente que passa por um resistor é igual à tensão dividida pela resistência dele, a tensão é igual à 
multiplicação da resistência em paralelo com a corrente total e a resistência em paralelo é igual ao produto das 
resistências dividido pela soma delas. Logo, a corrente sobre o resistor 2 será a razão do resistor 1 pela soma dos dois 
resistores multiplicada pela corrente total. 
 
 
EXERCÍCIO 1 
Considere o valor de Is= 3A, R2= 10kΩ, R1=1kΩ, calcule I2 e I3 
 
 
 
Resposta: 𝐼2 =
10000
1000+10000
× 3 = 2,27 A 
 
 𝐼3 =
1000
1000+10000
× 3 = 0,27 A 
 
EXERCÍCIO 2 
Considere o valor de Is= 5A, R2= 22kΩ, R3=560Ω, calcule I2 e I3 
 
 
 
 
 
Resposta: 
 
 
 
Reposta: I2=124,11mA, I3=4,875A 
13 LED 
O LED é um diodo emissor de luz, porém existem outros tipos de diodos. O Diodo é um componente 
eletrônico, feito de germânio ou silício, que conduz corrente elétrica apenas em uma polarização (anodo positivo e 
catodo negativo), essa polarização é chamada de retificação. 
O LED é um componente bipolar, possui dois terminais chamados de ânodo e catodo, os quais determinam 
ou não a polarização do LED, ou seja, a forma a qual está polarizado determina a passagem ou não de corrente 
elétrica, esta ocasionando a ocorrência de luz. A polarização que permite a emissão de luz pelo LED é o terminal 
anodo no positivo e o catodo no negativo, para identificar qual dos terminais é o ânodo e qual é o catodo, basta 
observar o tamanho dos terminais. A “perninha” maior do LED é o ânodo, e a menor é o catodo. 
 
 
 
 
 
 
14 DISPOSITIVOS DE CONTROLE 
 
Os dispositivos de controle são utilizados para medir e controlar as variáveis mais importantes de um circuito 
elétrico, como potencial elétrico e corrente elétrica. Os principais dispositivos de controle conhecidos são os 
amperímetros e os voltímetros. 
 
15 AMPERÍMETRO 
 
Os amperímetros são dispositivos que medem corrente elétrica.São formados por galvanômetros 
(dispositivos sensíveis capazes de medir baixas intensidades de corrente elétrica), os quais se ligam em série com o 
circuito no ramo em que se deseja determinar o módulo da corrente elétrica. 
Em geral, os amperímetros têm resistência elétrica muito baixa e não devem ser ligados em paralelo em 
nenhuma ocasião. O símbolo usado para representar os amperímetros é mostrado na figura abaixo: 
 
 
Os amperímetros são dispositivos de controle que medem a corrente elétrica no circuito. 
 
16 VOLTÍMETRO 
 
Os voltímetros são usados para determinar a diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um circuito. 
Assim como os amperímetros, também são formados a partir de galvanômetros, no entanto, apresentam resistência 
elétrica altíssima e devem ser conectados sempre em paralelo ao ramo do circuito em que se deseja determinar a 
tensão elétrica. 
Os voltímetros são representados pelo símbolo abaixo: 
 
 
 
Confira um esquema que mostra um circuito constituído por um gerador, uma chave interruptora, um resistor 
e dois dispositivos de controle: um voltímetro e um amperímetro. 
 
 
Circuito com gerador, chave, resistor, voltímetro e amperímetro 
 
 
 
 
17 TESTES SIMULADOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS NO TINKERCAD 
 
17.1 ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIA EM SÉRIE 
Resistores R1= 10kΩ, R2= 1kΩ 
 
 
17.2 ASSOCIAÇÃO DE RESITÊNCIA EM PARALELO 
Resistores R1= 10kΩ, R2=1kΩ 
 
 
 
 
 
 
17.3 ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIA MISTA 
Resistor R1=1kΩ,R2=10kΩ e R3=10kΩ 
 
 
 
 
17.4 RESISTORES EM SÉRIE COM LED 
R1=1KΩ,R2=10KΩ, LED1=LED VERMELHO
 
 
 
 
17.5 CIRCUITO SIMULADO NO TINKERCAD RESISTORES EM PARALELO 
R1=1KΩ,R2=10KΩ LD2=LED VERMELHO 
 
 
 
17.6 CIRCUITO SIMULADO NO TINKERCAD ASSOCIAÇÃO MISTA DE RESISTORES 
R1=1KΩ,R2=10KΩ,R3=10KΩ, LED=LED VERMELHO 
 
 
 
17.8 CIRCUITO SIMULADO NO TINKERCAD DIVISOR DE TENSÃO 
FONTE ALIMENTAÇÃO 12,1V R1=10kΩ, R2=1kΩ 
 
 
 
17.9 CIRCUITO SIMULADO NO TINKERCAD DIVISOR DE CORRENTE 
FONTE ALIMENTAÇÃO 12V, R1=10KΩ,R2=1K 
 
 
 
 
 
18 POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA 
 
Em nosso cotidiano podemos ver que estamos cercados por diversos aparelhos eletroeletrônicos que necessitam da 
eletricidade para funcionar. Cada um desses aparelhos, quando ligados, consome certa quantidade de energia, sendo que alguns 
consomem mais outros menos, mas no final do mês temos os resultados expressos na conta de energia. 
O cálculo da energia elétrica consumida pelos aparelhos eletrodomésticos pode ser feito com base na potência e no tempo 
em que cada um desses aparelhos permanece ligado, de modo que a energia elétrica consumida seja calculada em quilowatt-hora 
(kWh). 
 
 
P – potência (kW) 
Δt – intervalo de tempo de uso (h) 
 
 
 
 
Essa fórmula mostra que o consumo de energia elétrica, que é medido kWh, pode ser calculado pelo produto entre a 
potência (em kW), que geralmente é informada no aparelho, e o intervalo de tempo de funcionamento desse aparelho (em horas). 
Como exemplo de cálculo, faremos uma estimativa de qual é o consumo de energia elétrica de um chuveiro convencional. Para 
tanto, vamos considerar um chuveiro de 4500 W (4,5 kW) que é utilizado 2 h por dia, durante 30 dias: 
 
𝐸 = 𝑃 × 𝛥𝑡 
𝐸 = 4,5(2 × 30) 
𝐸 = 270𝑘𝑤ℎ 
 
O cálculo feito acima indica que esse chuveiro consome cerca de 270 kWh por mês. Para sabermos o impacto desse 
consumo no preço da conta de luz, é necessário verificar qual é a média do preço do kWh em sua fatura de energia elétrica, uma 
vez que esse valor muda de acordo com a região do Brasil. Vamos utilizar aqui o valor de R$ 0,97484484 por kWh. Acompanhe: 
 
270Kwh x 0,97484484 = R$ 264,18 
 
 
19 CURIOSIDADES 
 
O resultado obtido nos fornece uma ideia do consumo mensal de energia por um chuveiro elétrico, que é um dos maiores 
vilões do consumo elétrico mensal. Algumas estratégias podem ser utilizadas para minimizar os gastos com os banhos, como 
reduzir o seu tempo de duração, utilizar o chuveiro em temperaturas mais baixas ou, ainda, utilizar outras formas de aquecimento 
de água, como o gás, aquecimento solar ou usinas solar. 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-dissipada-num-resistor.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/funcionamento-chuveiro-eletrico.htm
20 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
GOLVEIA, Rosimar. Associação de Resistores. Toda matéria, 2021. Disponível em: 
https://www.todamateria.com.br/associacao-de-resistores/ Acesso em: 02 de abril de 2021 
Resistores em série | Khan Academy. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/electrical-
engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee-resistor-circuits/a/ee-series-resistors Acesso em: 14 de abril de 2021 
O Uso da Tecnologia Digital. Diponível em: https://meuartigo.brasilescola.uol.com.br/educacao/o-uso-
tecnologia-digital-na-sala-aula-um-olhar-sobre-contexto-escolar.htm Acesso em: 25 de abril 2021 
Associação de Resistores. Diponível em: 
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/associacaoderesistores.php 
Acesso em: 22 de maio de 2021 
 
 
 
 
https://www.todamateria.com.br/associacao-de-resistores/
https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee-resistor-circuits/a/ee-series-resistors
https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee-resistor-circuits/a/ee-series-resistors
https://meuartigo.brasilescola.uol.com.br/educacao/o-uso-tecnologia-digital-na-sala-aula-um-olhar-sobre-contexto-escolar.htm
https://meuartigo.brasilescola.uol.com.br/educacao/o-uso-tecnologia-digital-na-sala-aula-um-olhar-sobre-contexto-escolar.htm
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/associacaoderesistores.php