Trabalho de Eletricidade

			Trabalho de Eletricidade

INTRODUÇÃO

De uma maneira geral, denomina-se circuito elétrico o conjunto de caminhos que permitem a passagem de corrente elétrica, no qual aparecem outros dispositivos elétricos ligados a um gerador. Estes dispositivos podem ser os mais diversos: resistores, capacitores, diodos, receptores e etc.

Pelo circuito, percorre uma corrente elétrica. A corrente elétrica pode ser definida como um fluxo ordenado de elétrons (ou portadores de carga). Sabe-se que microscopicamente os elétrons se comportam de maneira caótica em um material ôhmico. Para organizar o fluxo de elétrons há a necessidade de uma fonte de tensão (ou diferença de potencial). Analogamente a mecânica, a tensão força os elétrons a se ordenarem no sentido de diminuição da energia (estabilidade). Por definição, o sentido da corrente elétrica é contrário ao sentido de movimento dos elétrons.

Matematicamente a intensidade de corrente elétrica é definida por:

I = V/R

Convencionou-se a representar a intensidade de corrente elétrica pela letra i. A unidade de i no SI é o Ampére (A). Para representar a tensão elétrica utiliza-se a letra U. A tensão elétrica é medida em Volts (V).

Tensão (U) e intensidade de corrente elétrica (i) se relacionam pela equação:

V= RxI

A maioria dos circuitos elétricos usa dispositivos elétricos chamados de resistores. Os resistores possuem uma resistência a tensão que obedece ao gráfico a seguir:

Existem diversos tipos de resistores, os mais comuns são os resistores de carvão (utilizados no experimento) que se identificam por um código de cores que é conhecido comercialmente. A resistência é medida em ohms (Ω).

Os resistores podem ser associados de diferentes formas:

• SÉRIE:

Na associação de resistores em série, dois ou mais resistores são ligados, de modo que só tenham em comum um único ponto par. Neste tipo de ligação, a corrente percorrida por todos os resistores da associação é a mesma. Neste tipo de associação, a resistência equivalente é sempre maior que qualquer das resistências individuais. Matematicamente, obtém-se a resistência equivalente através da equação:

• PARALELO

Na associação de resistores em paralelo, dois ou mais resistores são ligados de modo que todos estejam ligados ao mesmo nó. Neste tipo de associação, a corrente elétrica que percorre os resistores é diferente (1ª Lei de Kirschoff).

Tensão e intensidade de corrente elétrica podem ser mensuradas. A tensão é medida com o voltímetro e intensidade de corrente elétrica é medida com o amperímetro. Cada um dos aparelhos tem sua peculiaridade e posição para serem montados no circuito. O amperímetro deve ser ligado em série. Por esse motivo, um amperímetro ideal deve ter resistência interna nula. O voltímetro deve ser ligado em paralelo. Aliado a esse motivo, concluiu-se que um voltímetro ideal deve apresentar resistência interna infinita.

RESUMO

O presente experimento consiste na abordagem dos elementos básicos de circuitos elétricos, bem como na montagem de um circuito elétrico simples em que foi empregado o uso de uma placa protoboard,resistores de carvão, pilhas e fios condutores. O circuito contém associações em série e em paralelo dos resistores constituintes do circuito. Após a montagem do circuito, foram realizadas várias medições das tensões existentes no circuito e das correntes presentes nos nós. Com o intuito de analisar os valores obtidos experimentalmente assim como os valores teóricos obtidos através de equações matemáticas, montaram-se duas tabelas com os parâmetros físicos analisados com seus respectivos valores. Após a construção das tabelas foi possível realizar uma análise criteriosa dos dados, verificando assim as possíveis diferenças entre os valores experimentais e teóricos, possibilitando tirar conclusões a respeito dos valores experimentais e teóricos.

MATERIAIS E MÉTODOS

Neste experimento foram utilizados os seguintes materiais:

> Uma placa protoboard;

>Uma fonte de 12 volts e uma de 9 volts;

>12 resistores de carvão com resistência de 1KΩ a 470KΩ

>03 leds vermelho e 3 leds verde,

>Fios condutores encapados;

>Um multimetro: e etec.

Roteiro para realização do trabalho

Este roteiro possui orientações para a correta execução deste trabalho prático

Objetivos:

a) Verificar o funcionamento do voltímetro e sua conexão ao circuito;

b) Verificar o funcionamento do amperímetro e sua conexão ao circuito;

c) Verificar o funcionamento do ohmimetro ;

d) Verificar teoricamente e experimentalmente a Lei de Ohm;

e) Verificar teoricamente e experimentalmente as leis de kirchhoff

O trabalho consiste em:

„h Montar os circuitos abaixo no protoboard

„h Medir com o multímetros os valores ôhmicos, tensão e corrente conforme as tabelas abaixo

„h Fazer os cálculos propostos dos circuitos abaixo e preencher as tabelas

„h Gravar vídeos das práticas realizadas

„h Escrever o relatório do trabalho proposto

Materiais necessários

„h Fonte DC – ( você poderá utilizar um carregador de celular ou um eliminador de pilha)

„h Multímetro digital;

„h Protoboard;

„h Resistores de diversos valores. ( no mínimo 12 resistores de vários valores ,

Exemplos 10, 20, 47, 68, 100, 220, 470 ohms; 1k, 4,7k 10k, 52k, 100k ohms,

Atenção e necessário resistores com de potência de 1/4 de watts, 1/2 watts, 2 watts (totalizando 15 resistores – 4 de cada potência)

„h 3 Led’s de auto brilho de 5mm ( qualquer cor)

„h 3 Led’s difuso de 5mm ( qualquer cor)

Procedimentos

CÁLCULO DE ERRO

Quando precisamos calcular a diferença percentual (erro) entre um valor medido e um valor teórico, utilizamos a seguinte expressão:

ERRO % = Valor Medido – Valor teórico X 100

Valor Teórico

Se o resultado obtido for negativo, significa que o valor medido é menor que o valor teórico, logo, Se o resultado da expressão for positivo, significa que o valor medido é maior que o valor teórico.

Lembre-se: a resposta do cálculo de erro é em [ % ].

I. Tabela de resistores

Com os seus resistores preencha a tabela abaixo medindo cada resistor e verificando o código de cores,

Os valores dos resistores devem ser inseridos na tabela em ordem crescente, portanto R1 será o resistor com menor valor ôhmico e o resistor R12 o maior.

 

	Valor nominal	Cores	Valor medido	Erro (%)	Potência
R1	1KΩ	Marrom,preto,vermelho e dourado	990Ω	1,00%
R2	1,5KΩ	Marrom, verde, vermelho e dourado	1,45kΩ	2,00%
R3	2,2KΩ	Vermelho,vermelho,vermelho e dourado	2,1 kΩ	5,00%
R4	2,7kΩ	Vermelho, violeta, vermelho e dourado	2,6 KΩ	5,00%
R5	3,3kΩ	Laranja,laranja, vermelho e prata	3kΩ	10,00%
R6	4,7kΩ	Amarelo, violeta, vermelho e dourado	4.5kΩ	2,00%
R7	5,6kΩ	Verde, azul, vermelho e dourado	5,7kΩ	1,00%
R8	10kΩ	Marrom, preto, laranja e dourado	9,98kΩ	2,00%
R9	22kΩ	Vermelho, vermelho, laranja e dourado	21,6kΩ	4,00%
R10	47kΩ	Amarelo, violeta, laranja e dourado	46kΩ	2,00%
R11	53kΩ	Verde, laranja, laranja e ouro	52 KΩ	3,00%
R12	10MΩ	Marrom, preto, azul e prata	9,9MΩ	10,00%

 

II. 1º circuito - circuito serie

De posse dos resistores da tabela anterior monte o circuito abaixo no protoboard e preencha a tabela de resposta do 1º circuito abaixo. Atenção faça todos os cálculos para preencher a tabela.

Conecte a fonte de tensão nos resistores R1 e R3.

Tabela 2

	Valor medido	Valor Calculado	Erro (%)
V fonte	7,4 volts	7,4V
I total	104μA	111μA
VR1	0,15 volts	0,165volts
VR2	0,47 volts	0,525volts
VR3	1,0 volts	1,11volts
VR4	5,63volts	5,3volts
IR1	104μA	111μA
IR2	104μA	111μA
IR3	104μA	111μA
IR4	104μA	111μA
RTotal	71KΩ	71,2kΩ

III. 2º circuito - circuito paralelo

De posse dos resistores da tabela anterior monte o circuito abaixo no protoboard e preencha a tabela de resposta do 2º circuito abaixo. Atenção faça todos os cálculos para preencher a tabela.

Conecte a fonte de tensão no resistor R7.

R7=1500Ω,R6=4700Ω, R8=10kΩ e R5= 47kΩ

	Valor medido	Valor calculado	Erro (%)
Vfonte	6,93volts	6,93mA
Itotal	6,93mA	6,94mA
VR7	6,93volts	6,93volts
VR6	6,93volts	6,93volts
VR8	6,93volts	6,93volts
VR5	6,93volts	6,93volts
IR7	4,615mA	4,612mA
IR6	1,475mA	1,46mA
IR8	0,692mA	0,693mA
IR5	0,146mA	0,147mA
RTotal	984Ω	999Ω

IV. 3º circuito - circuito misto

De posse dos resistores da tabela anterior monte o circuito abaixo no protoboard e preencha a tabela de resposta do 3º circuito abaixo. Atenção faça todos os cálculos para preencher a tabela.

Conecte a fonte de tensão nos resistores R2 e R5.

	Valor Medido	Valor Calculado	Erro(%
Vfonte	12v
Itotal	437µA
VR5	850mV
VR6	850mV
VR1	438mV
VR7	10,05V
VR8	1,5V
VR9	1,5V
VR10	7,4V
VR3	433mV
VR4	696mV
VR2	657mV
IR5
IR6
IR1
IR7
IR8
IR9
IR10
IR3
IR4
IR2
RTOTAL	27,37KΩ

V. 4º circuito - circuito led

Para ligar um LED correctamente temos de seguir as especificações de polaridade e ligar uma resistência em série, caso contrario o led irá queimar instantaneamente, então deve-se calcular o valor da resistência. Para determinar o valor deste resistor é fácil. Basta subtrair da tensão de alimentação (V), a tensão sobre o LED (Vled) e dividir o resultado pela corrente que dê um bom brilho (20 mA = 0,02 A). A tensão do LED vermelho é 1,7 V, amarelo = 2 V e verde = 2,1 V. veja a tabela abaixo:

Circuito – 4a	Valor medido	Valor calculado	Erro (%)
Vfonte	7,04 volts	7,04 volts
ITotal	30mA	20 mA
R	1kΩ	245Ω
VR	4,46 volts	6,8 volts
VLed	2,5volts	2,1volts
IR	28mA	28mA
ILed	22mA	20mA

2 Leds vermelhos e dois verde =

Circuito – 4b	Valor medido	Valor Calculado	Erro (%)
VFonte	12 volts	12 volts
ITotal	22 mA	20 mA
R	500Ω	220Ω
VR	5volts	4,4volts
VLed1	1,8volts	1,7volts
VLed2	1,8volts	1,7volts
VLed3	2,2volts	2,1volts
VLed4	2,2volts	2,1volts
IR	22mA	2,1volts
ILed	22mA	20mA

Circuito – 4C	Valor Medido	Valor Calculado	Erro(%)
Vfonte	12 volts	12volts
ITotal	66mA	80mA
R	1,1KΩ	500Ω
VR	7volts	9,9volts
VLed	3volts	2,1volts
IR	60mA	80mA
Iled1	20mA	20mA
ILed2	19mA	20mA
ILed3	18mA	20mA
ILed4	19mA	20mA

CONCLUSÃO

Através do experimento pode-se ter uma compreensão mais concreta do funcionamento de um circuito elétrico. Pode-se comparar e analisar as diferenças entre associações em série e em paralelo, e calcular as resistências equivalentes. Também por meio desse aprendeu-se a manusear instrumentos de medição elétrica (voltímetro e amperímetro).

Apesar das dificuldades para se efetuar as medições de corrente e tensão nos circuitos, por causa da qualidade ruim de precisão do multimetro e das poucas aulas práticas tivemos sucesso nas montagens e aprendemos e revemos muitos conceitos das aulas teóricas.

ANEXO

01 – FOTOS