Calculo de Resistores

PROJETO EXPERIMENTAL II UTA II ATIVIDADE PRÁTICA LEIS DE OHM E KIRCHHOFF 2 PROJETO EXPERIMENTAL PE UTA II REGULAR ATIVIDADE PRÁTICA LEIS DE OHM E KIRCHHOFF FASE DISCIPLINAS I Eletricidade I Informática Básica Projeto Experimental II Fase I ATIVIDADE PRÁTICA LEIS DE OHM E KIRCHHOFF Após a leitura das rotas e de assistir as videoaulas você poderá realizar a atividade aqui proposta Essa é a proposta de atividade para o período regular e segunda chamada Para o exame você deve realizar o projeto cujas instruções estão na aula 2 Nessa atividade utilizaremos os conhecimentos adquiridos nas disciplinas de Eletricidade I e Informática Básica Também utilizaremos simulações online e experimentos práticos utilizando o laboratório didático no polo Você deve elaborar o projeto utilizando o modelo de relatório disponível em material complementar usando um editor de texto A parte prática deverá ser realizada utilizando o Laboratório Didático presente no polo você terá que agendar um horário e se dirigir ao polo Primeiramente finalize as etapas 1 e 2 da atividade para então agendar a atividade prática no polo Os consumíveis que você utilizará na atividade deverão ser comprados e levados para o polo Certifiquese de que possui esses componentes antes de ir até o polo Abaixo há algumas instruções sobre o simulador e os equipamentos que serão utilizados nas atividades Há vídeos na aula 3 da disciplina com instruções de como utilizar os equipamentos OBS Os danos que os dispositivos e componentes possam vir a sofrer por falta de leitura dos documentos aqui indicados e cumprimento das recomendações contidas nos mesmos são de total responsabilidade do aluno 3 SIMULAÇÕES Para a realização dos experimentos será utilizado o simulador online de circuitos Multisim Online cujo acesso deverá ocorrer através do site httpswwwmultisimcom O passo a passo de como utilizar o simulador está disponível no vídeo da Aula 3 Como utilizar o simulador Multisim online Com intuito de aprendizagem recomendo que acessem o site httpswwwtinkercadcom e utilizem o Tinkercad para simular os circuitos utilizando uma protoboard e entender o funcionamento dela O passo a passo de como utilizar o simulador está disponível no vídeo da Aula 3 Como utilizar o Tinkercad Caso já tenha familiaridade com algum simulador de circuitos ou prefira é permitido utilizar outro USO DO MULTÍMETRO Assista ao vídeo da Aula 3 Como utilizar o Multímetro da disciplina de Projeto Experimental para instruções de como utilizar o equipamento Para medir TENSÃO elétrica em um circuito o multímetro deve ser sempre conectado em PARALELO com o circuito ou componente Nunca tente medir tensão em série com o circuito correndo o risco de queimar o equipamento Para medir CORRENTE elétrica em um circuito o multímetro deve ser sempre conectado em SÉRIE com o circuito Nunca tente medir corrente elétrica em paralelo correndo o risco de queimar o equipamento Figura 1 Configuração do multímetro para medir valores de corrente em mA 4 USO DA FONTE DE TENSÃO Assista o vídeo da Aula 3 Como utilizar a fonte de alimentação antes de realizar os experimentos Lembre de limitar a corrente da fonte de acordo com a corrente de seu circuito MONTAGEM EM PROTOBOARD A configuração de ligações de um protoboard é mostrada abaixo Figura 2 Esquema da protoboard O protoboard é organizado em linhas numeradas e colunas identificadas por letras Nas bordas do protoboard estão as colunas com conexões de distribuição de alimentação sendo a tensão positiva VCC identificada pela cor vermelha e pelo símbolo e a referência do circuito GND identificada pela cor azul e pelo símbolo conforme a Figura 2 Assista o vídeo da Aula 3 Como utilizar a protoboard para mais instruções POTÊNCIAS DE 10 Para facilitar os cálculos e a leitura das grandezas quando os valores são muito grandes ou muito pequenos utilizamos as potências de 10 As potências mais comumente utilizadas são mostradas na Tabela 1 Exemplos 0001 A 1 x 103 A 1 mA e 1000 Ω 1 x 103 Ω 1 kΩ Tabela 1 Potências de 10 mais utilizadas Prefixo Símbolo Potência Valor M mega 106 1000000 k quilo 103 1000 m mili 103 0001 µ micro 106 0000001 5 ETAPAS DO PROJETO EXPERIMENTAL 1ª etapa vale 20 pontos Na primeira etapa do projeto faremos um experimento com associação de resistores Primeiramente você deve calcular e encontrar o resistor equivalente entre os pontos A e B para o circuito abaixo Figura 3 Circuito para o experimento O valor do resistor utilizado dependerá do número do seu RU sendo R1 1º dígito de seu RU 100 R2 2º dígito de seu RU 1000 R3 3º dígito de seu RU 200 R4 4º dígito de seu RU 1000 Obs no caso de RU com número zero substituir 0 pelo número 9 Por exemplo considere o RU 1345678 dessa forma teremos R1 1 100 100 Ω R2 3 1000 3000 Ω ou 3 kΩ R3 4 200 800 Ω R4 5 1000 5000 Ω ou 5 kΩ Caso os valores encontrados não sejam de resistores comerciais será necessário escolher um resistor comercial com valor mais próximo ao calculado sendo possível associar 2 ou mais resistores para obter um valor próximo A tabela abaixo mostra os valores de resistores comerciais já que não encontramos qualquer valor de resistor para comprar eles são tabelados 6 Para encontrar demais valores basta multiplicar os valores da tabela por 10 102 103 104 105 106 Tabela 2 Valores dos resistores comerciais 10 Ω 11 Ω 12 Ω 13 Ω 15 Ω 16 Ω 18 Ω 20 Ω 22 Ω 24 Ω 27 Ω 30 Ω 33 Ω 36 Ω 39 Ω 43 Ω 47 Ω 51 Ω 56 Ω 62 Ω 68 Ω 75 Ω 82 Ω 91 Ω No exemplo para o resistor R3 de 800 Ω pode ser utilizado o resistor de 1 kΩ 10 Ω x 103 ou associar dois resistores ficando 560 Ω 56 Ω x 102 240 Ω 24 Ω x 102 800 Ω Preencha a tabela abaixo com os valores calculados de resistores e com os valores que serão utilizados de resistores comerciais Para o cálculo da resistência equivalente utilize os valores comerciais de resistores Lembre de apresentar os cálculos Tabela 3 Valores de resistores utilizados no experimento Valor especificado Valor usando resistores comerciais R1 1º dig 100 R2 2º dig 1000 R3 3º dig 200 R4 4º dig 1000 Req Exemplo de preenchimento da tabela com o RU 1345678 Tabela 4 Exemplo de tabela preenchida Valor especificado Valor usando resistores comerciais R1 1º dig 100 100 Ω 100 Ω R2 2º dig 1000 3000 Ω ou 3 kΩ 2200 Ω 1000 Ω 3200 Ω R3 3º dig 200 800 Ω 560 Ω 240 Ω 800 Ω R4 4º dig 1000 5000 Ω ou 5 kΩ 4700 Ω 330 Ω 5030 Ω Req 2166 Ω 7 Depois de preencher a tabela e calcular a resistência equivalente monte o circuito da Figura 3 na protoboard utilizando o Tinkercad Um exemplo de como o circuito pode ser montado na protoboard é mostrado na Figura 4 Figura 4 Exemplo de circuito montado na protoboard do Tinkercad Utilize o multímetro no simulador para medir a resistência equivalente para comprovar que o seu cálculo de resistência equivalente está correto O valor que você calculou deve ser igual ao valor dado no simulador Lembre de utilizar os valores de resistores comerciais Apresente uma imagem de seu circuito montado no Tinkercad e da resistência equivalente medida Resumindo para a etapa 1 você deve apresentar Tabela preenchida com os valores de resistores incluindo resistência equivalente calculada com comprovação do cálculo vale 10 pontos Fotos do circuito montado na protoboard com valor da resistência equivalente vale 10 pontos R1 R2 R3 R4 B A 8 Exemplo de circuito montado no Tinkercad com a medição da resistência equivalente Figura 5 Circuito montado no Tinkercad com medição da resistência equivalente com o uso do multímetro 2ª etapa vale 30 pontos Na segunda etapa do projeto iremos utilizar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff Você irá analisar o circuito da Figura 6 Os valores de resistores são os mesmos utilizados na Etapa 1 com os valores dos resistores comerciais Figura 6 Circuito para o experimento com fonte de tensão Para esse circuito você irá calcular a tensão corrente e potência em cada um dos resistores Também irá calcular qual é a corrente e a potência da A B R1 R4 R2 R3 9 fonte de tensão A tensão da fonte será calculada para 2 casos 5 V e 12 V Preencha as Tabelas 5 e 6 com os valores calculados dica você pode utilizar uma planilha eletrônica para conferir os cálculos Após os cálculos utilize o simulador Multisim Online e monte o circuito da Figura 6 Utilize as ponteiras do simulador para medir tensão e corrente em cada componente O Multisim não consegue medir potência dessa forma basta aplicar a equação 𝑃𝑉𝐼 nos valores obtidos Apresente imagens do circuito simulado com os valores de tensão e corrente em cada elemento Complete as tabelas para cada um dos casos quando a tensão da fonte for 5 V e quando for 12 V Tabela 5 Comparação entre valores calculados e simulados para fonte de tensão de 5 V Tensão V Corrente mA Potência mW Calculada Simulada Calculada Simulada Calculada Simulada Fonte 5 R1 R2 R3 R4 Tabela 6 Comparação entre valores calculados e simulados para fonte de tensão de 12 V Tensão V Corrente mA Potência mW Calculada Simulada Calculada Simulada Calculada Simulada Fonte 12 R1 R2 R3 R4 10 Exemplo para tensão da fonte 5 V e RU 1345678 Tabela 7 Exemplo de tabela completa para fonte de tensão de 5 V Tensão V Corrente mA Potência mW Calculada Simulada Calculada Simulada Calculada Simulada Fonte 5 5 2308 23084 11542 115420 R1 0230 023084 2308 23084 0532 05328 R2 4769 47692 1490 14904 7107 71077 R3 0654 065443 0818 081804 0535 05353 R4 4114 41147 0818 081804 3366 33660 Circuito simulado no Multisim Figura 7 Exemplo de circuito simulado no Multisim Para essa etapa você deve apresentar Tabela completa para 5 V vale 5 pontos Circuito simulado no Multisim com os valores de tensão e corrente quando a fonte for 5 V vale 3 pontos Tabela completa para 12 V vale 5 pontos Circuito simulado no Multisim com os valores de tensão e corrente quando a fonte for 12 V vale 3 pontos Cálculos realizados para encontrar os valores das tabelas vale 8 pontos Responda para cada um dos casos os valores calculados e simulados são iguais Justifique vale 3 pontos 11 Responda para cada um dos casos qual é a potência gerada no circuito Qual é a potência consumida Qual é o balanço de potências do circuito Justifique vale 3 pontos 3ª etapa vale 50 pontos Essa etapa será realizada com o Laboratório Didático presente no polo de apoio presencial Antes de agendar a sua atividade prática no polo certifiquese de que Na etapa 1 você conseguiu montar o circuito na protoboard e o valor de resistência equivalente calculado é o mesmo medido em simulação Na etapa 2 os valores de tensão corrente e potência calculados são iguais aos medidos na simulação Você assistiu os vídeos de como utilizar a fonte de tensão a protoboard e o multímetro e entendeu como proceder Leu atentamente as instruções da etapa 3 para saber que atividade prática você irá realizar no polo entendeu as instruções e sanou dúvidas com a tutoria Os materiais que você deve levar até o polo para realizar a atividade prática estão listados abaixo Os resistores e materiais necessários para o experimento podem ser comprados em alguma eletrônica ou na loja Uninter através do site httpswwwlojaunintercom Resistores de acordo com o seu RU Fios para realizar as conexões na protoboard Alicate caso seja necessário cortar os fios Papel com informações que você julgar necessárias para a atividade Papel para anotar as informações do experimento Celular ou outro equipamento para tirar fotos da atividade Se você já realizou todos os passos acima e adquiriu os materiais necessários para a atividade agende a atividade prática em seu polo As instruções sobre como realizar o agendamento estão disponíveis na Aula 3 Como agendar a atividade prática 12 Instruções da etapa 3 Você irá medir o valor de cada resistor ou associação do circuito com o uso do multímetro e da protoboard Meça os valores de cada resistência antes de fazer as conexões do circuito e preencha a Tabela 8 Após monte o circuito da Figura 3 na protoboard você pode montar como você fez no Tinkercad na etapa 1 e meça o valor da resistência equivalente entre os pontos A e B preenchendo na tabela Apresente fotos da montagem do circuito Tabela 8 Comparação entre valores de resistores calculados e medidos Valor usando resistores comerciais Valor medido com o multímetro R1 1º dig 100 R2 2º dig 1000 R3 3º dig 200 R4 4º dig 1000 Req Com o circuito montado na protoboard conecte a fonte de tensão Certifiquese de configurar corretamente o valor de tensão e de limitar a corrente da fonte como foi mostrado no vídeo da Aula 3 Como utilizar a fonte de alimentação O valor de corrente que você deve limitar é levemente acima do valor calculado de corrente para a fonte encontrado na etapa 2 Com o auxílio do multímetro você medirá a tensão e a corrente em cada um dos componentes Você completará a mesma tabela da etapa 2 porém agora comparando os valores simulados com os valores medidos no experimento Também irá medir os valores para as duas situações da fonte de tensão 5 V e 12 V Acrescente fotos de seu circuito montado 13 Tabela 9 Comparação entre valores de corrente tensão e potência simulados e medidos para fonte de tensão de 5 V Tensão V Corrente mA Potência mW Simulada Medida Simulada Medida Cálculo simulação Cálculo medições Fonte 5 R1 R2 R3 R4 Tabela 10 Comparação entre valores de corrente tensão e potência simulados e medidos para fonte de tensão de 12 V Tensão V Corrente mA Potência mW Simulada Medida Simulada Medida Cálculo simulação Cálculo medições Fonte 12 R1 R2 R3 R4 Para essa etapa você deve apresentar Tabela de resistências preenchidas vale 10 pontos Fotos do circuito montado na protoboard vale 10 pontos Tabela completa para 5 V vale 12 pontos Tabela completa para 12 V vale 12 pontos Responda para cada um dos casos Os valores simulados e medidos são iguais Caso não por quê vale 6 pontos Obs seja o mais detalhista possível Sempre explique como você encontrou os valores os cálculos que você fez acrescente fotos dos experimentos Em caso de dúvidas entre em contato pela tutoria Este trabalho será entregue em uma única postagem Você deverá elaborar o projeto utilizando o modelo de relatório disponível no material 14 complementar Caso o modelo de relatório não seja utilizado serão descontados 10 pontos de seu projeto Lembrese de salvar seu arquivo em formato PDF Algumas dicas não copie e cole textos da rota Você deve ler analisar e reescrever Caso retire algo da internet ou outro local tenha o mesmo cuidado e não esqueça de citar a fonte para não caracterizar plágio o que poderá zerar sua atividade Exemplo fotos do circuito montado 15 R4 R3 R1 A B R2 CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA DE FORMAÇÃO TÉCNICA E PROFISSIONAL DA UNINTER CURSO TÉCNICO EM DISCIPLINA DE PROJETO EXPERIMENTAL FASE RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA LEIS DE OHM E KIRCHHOFF ALUNO PROFESSORA THAIS ERTMANN BOLZAN CIDADE ESTADO SIGLA 2024 FASE i 1 INTRODUCAO Neste capítulo devem constar informações para situar o trabalho incluindo a delimitação do tema área de da abrangência do estudo a motivação ou justificativa e o problema que inspirou o trabalho Toda investigação se inicia por um problema uma questão ou uma dúvida uma pergunta articulada a conhecimentos anteriores ou seja identificar a dificuldade com a qual nos defrontamos Destacar a importância assim como a relevância social e científica da pesquisa relevância para a área 11 OBJETIVOS Os objetivos são as metas que se pretende constatar verificar analisar Os objetivos pretendem sempre examinar o objeto dentro de determinados parâmetros É algo que deve ser verificável no final do trabalho 2 RESULTADOS E DISCUSSÃO Aqui são apresentados interpretados e discutidos todos os resultados do trabalho de forma exata e lógica as suas análises incluindo fotos figuras e tabelas Figuras e tabelas conforme a Tabela 1 devem ser posicionadas o mais próximo possível de sua citação no texto Textos e símbolos nelas incluídos devem ser de fácil leitura devendose evitar o uso de símbolos pequenos As legendas das tabelas são inseridas clicando com o botão direito na tabela e selecionando a opção Inserir legenda Tabela 1 Consumo médio de aparelhos domésticos Aparelho KWh Ar Condicionado 12 Chuveiro 40 Ferro de passar 08 Forno de microondas 12 Lavadora de roupas 08 TV 02 Figuras tabelas e suas legendas deverão estar centradas no texto Posicione o título de uma tabela acima da mesma também deixando uma linha de espaço entre elas Posicione a 1 legenda abaixo da figura deixando uma linha de espaço entre elas Deixe uma linha de espaço entre a figura ou tabela e o texto subsequente Solicitase a inclusão de ilustrações e fotos de boa qualidade Numere figuras e tabelas em sequência usando algarismos arábicos ex Figura 1 Figura 2 Tabela 1 Tabela 2 Faça referência a elas no texto como Tabela 1 e Fig 1 exceto no início de uma sentença onde Figura 1 deve ser usado Para facilitar o posicionamento das figuras no texto elas podem ser inseridas dentro de tabelas sem bordas As legendas devem ser inseridas clicando com o botão direito na figura e selecionar a opção Inserir Legenda Figura 1 Formas geométricas Segue abaixo um resumo de tudo o que deve ser apresentado em cada um dos itens da Atividade Prática a fim de comprovar que você realizou todos os experimentos Etapa 1 Tabela preenchida com os valores de resistores incluindo resistência equivalente calculada com comprovação do cálculo Fotos do circuito montado na protoboard com valor da resistência equivalente Etapa 2 Tabela completa para 5 V Circuito simulado no Multisim com os valores de tensão e corrente quando a fonte for 5 V Tabela completa para 12 V Circuito simulado no Multisim com os valores de tensão e corrente quando a fonte for 12 V Cálculos realizados para encontrar os valores das tabelas Responda para cada um dos casos os valores calculados e simulados são iguais Justifique Responda para cada um dos casos qual é a potência gerada no circuito Qual é a potência consumida Qual é o balanço de potências do circuito Justifique Etapa 3 2 Tabela de resistências preenchidas Fotos do circuito montado na protoboard Tabela completa para 5 V Tabela completa para 12 V Responda para cada um dos casos Os valores simulados e medidos são iguais Caso não por quê 3 3 CONCLUSÕES Aqui devem ser apresentados os comentários relacionando os resultados obtidos com os objetivos assim como as conclusões sobre o trabalho realizado Devem ser respondidas as questões levantadas na introdução do trabalho como motivação e problema 4 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Deve ser registrado todo o material que possibilitou um conhecimento prévio sobre o tema e sua delimitação Relação de todas as obras consultadas em ordem alfabética conforme determina ABNT autor obra edição quando não for a primeira local editora ano de publicação Todas as referências apresentadas aqui devem ter sido citadas no texto do trabalho Alguns exemplos são apresentados abaixo Na versão final não classificar em tipos de referências como feito abaixo deixar apenas as referências em ordem alfabética Artigos em periódicos FERLIN Edson Pedro CARVALHO N F Os Cursos de Engenharia na Modalidade EaD e Presencial Proposta de Cursos na Área de Computação Produção e Elétrica In COBENGE 2015 XLIII Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia São Bernardo do Campo SP 2015 Livros AZEVEDO Celicina Borges Metodologia científica ao alcance de todos 2ª Ed Barueri SP Manole 2009 p 1020 WAZLAWICK RS Metodologia da pesquisa para Ciência da computação Ed Elsevier Rio de Janeiro 2009 40 p Capítulos de livros MAGALHÃES L B N Antihipertensivos In SILVA P Farmacologia Rio de Janeiro Guanabara Koogan 1998 p 647657 TeseDissertaçãoMonografia SOUZA A C S Risco biológico e biossegurança no cotidiano de enfermeiros e auxiliares de enfermagem Tese Doutorado Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto Universidade de São Paulo Ribeirão Preto 2001 183p Internet LEFFA V J Normas da ABNT Citações e Referências Bibliográficas Disponível em httpwwwleffaprobrtextosabnthtm Acesso em 05 fev 2016 Periódicos disponíveis por meio eletrônico SOUZA H RODRIGUES C A alma da fome é política Jornal do Brasil on line São Paulo 12 set 1993 Disponível httpwwwgeocitiescomathensthebes7046fomehtm Acesso em 11 jul 2001 5 CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA DE FORMAÇÃO TÉCNICA E PROFISSIONAL DA UNINTER CURSO TÉCNICO EM DISCIPLINA DE PROJETO EXPERIMENTAL FASE RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA LEIS DE OHM E KIRCHHOFF ALUNO PROFESSORA THAIS ERTMANN BOLZAN CIDADE ESTADO SIGLA 2024 FASE i 1 INTRODUCAO As Leis de Ohm e Kirchhoff são fundamentais na análise de circuitos elétricos e eletrônicos Elas são cruciais para entender o comportamento da corrente elétrica tensão e resistência em um circuito É enorme a importância dessas leis no campo da eletrônica e engenharia elétrica Elas fornecem as bases teóricas para análise e projeto de uma variedade de dispositivos e sistemas eletrônicos desde circuitos simples até sistemas complexos de controle e automação Seus princípios são úteis no desenvolvimento de produtos manutenção de sistemas elétricos e eletrônicos e solução de problemas relacionados à transmissão e distribuição de energia elétrica Neste trabalho compreender as Leis de Ohm e Kirchhoff e sua aplicação prática 11 OBJETIVOS Experimentar na prática as aplicações das leis de Ohm e Kirchhoff vendo que a teoria se aplica perfeitamente ao que é observado no mundo real Além disso usando simuladores de circuito computacionais verificar que esses sistemas usam as mesmas leis físicas para calcular os valores de tensão e corrente nos componentes dos circuitos simulados sendo uma ferramenta valiosa em termos de projeto e análise de circuitos 2 RESULTADOS E DISCUSSÃO 21 ETAPA 1 Esta atividade foi realizada com base no RU 4630245 R1 1º dígito de seu RU 100 4 100 400 Ω R2 2º dígito de seu RU 1000 6 1000 6 kΩ R3 3º dígito de seu RU 200 3 200 600 Ω No caso de RU com número zero substituir 0 pelo número 9 R4 4º dígito de seu RU 1000 9 1000 9 kΩ 1 O que nos dá o seguinte circuito da Figura 1 Figura 1 Circuito previsto pelos números do RU No entanto alguns desses resistores não estão disponíveis comercialmente de modo que adaptaremos o circuito para os valores comerciais mais próximos como na Figura 2 A Tabela 1 resume essa adaptação Figura 2 Circuito usando valores disponíveis comercialmente Tabela 1 Adaptação dos resistores calculados para os valores comerciais mais próximos Valor especificado Valor comerciais R1 4 100 400 Ω 390 Ω R2 6 1000 6000 Ω 62 kΩ R3 3 200 600 Ω 620 Ω R4 9 1000 9000 Ω 91 kΩ R equivalente 4175 Ω R equivalente é calculado considerando que R3 e R4 estão em série os quais estão em paralelo com R2 Assim temos R equivalente R3 R4R2 R1 R equivalente 9720 Ω 6200 Ω 390 Ω R equivalente 9720 Ω 6200 Ω 9720 Ω 6200 Ω 390 Ω R equivalente 3785 Ω 390 Ω 2 R equivalente 4175 Ω 4175 kΩ A resisência equivalente foi simulada no TinkerCad como visto na Figura 3 Repare que os valores são iguais a não ser pelo fato de que no simulador o ohmímetro tem apenas duas casas decimais Como o valor é arredondado antes de ser exibido ele aparece como 418 kΩ em vez de 4175 kΩ Figura 3 Resistência equivalente obtida no simulador TinkerCad 22 ETAPA 2 Agora iremos usar esse circuito da Figura 2 alimentado com tensão contínua de 5 V e 12 V A corrente e a potência total do circuito que é vista pela fonte é calculada diretamente com o Requivalente calculado anteriormente I total V fonte Req 5 V 4175 Ω 11976 mA P total V fonte I total 5 V 11976 mA 5988 mW Vimos anteriormente que o equivalente de R2 R3 e R4 juntos vale 3785Ω o qual está em série com R1 De modo que temos um divisor de tensão entre R1 e esse equivalente dos outros três resistores 3 A corrente que passa por R1 é a mesma que passa por esse equivalente Assim temos que IR1 5 V 4175 Ω 11976 mA Logo usando a lei de ohm achamos a tensão sobre R1 V RI 390 Ω 1198 mA 04671 V A potência dissipada em R1 é obtida com P V I PR1 04671 V 1198 mA 0560 mW Se a queda de tensão em R1 é conhecida basta calcular a diferença para achar a tensão em cima do equivalente R2 R3 e R4 Essa tensão está aplicada diretamente em cima de R2 ao mesmo tempo que está aplicada em cima da série formada por R3 e R4 VR2 5 V 04671 V 45329 V IR2 45329 V 6200 Ω 0731 mA PR2 45329 V 0731 mA 3314 mW Reiterando esta tensão em R2 é a mesma tensão que está aplicada sobre o equivalente formado por R3 e R4 por esse equivalente e R2 estarem em paralelo Como já calculamos antes essa série formada por R3 e R4 9720 Ω Então obtemos a corrente que passa por R3 e R4 que será igual para ambos uma vez que estão em série IR3 IR4 45329 V 9720 Ω 0466 mA Sabendo a corrente podemos calcular a tensão e a potência sobre cada um VR3 620 Ω 0466 mA 0289 V PR3 VR3 IR3 0289 0466 mA 01347 mW VR4 9100 Ω 0466 mA 42406 V PR4 VR4 IR4 42406 V 0466 mA 19761 mW 4 Repare que se somarmos as potências individuais de cada resistor isolado a soma será igual à potência total Isso ocorre pela relação linear entre tensão e corrente nos componentes Além disso como estamos trabalhando com tensão contínua e com componentes linhas e gerador ideais isto é sem perdas intrínsecas a potência gerada pela fonte é a mesma consumida pela carga Num circuito real haveria uma perda mínima de energia nos cabos conexões e na resistência interna do gerador a própria pilha por exemplo se aquece um pouco ainda que esse aquecimento não seja perceptível devido a sua resistência interna Diante dessas considerações para esse nosso circuito ideal podemos dizer P gerada P consumida PR1PR2PR3PR4 5988 mW O circuito foi simulado no Multisim e Tinkercad como pode ser observado nas Figuras 4 5 e 6 Além disso o resumo dos cálculos e sua confrontação com os resultados da simulação estão na Tabela 2 Tabela 2 Resultados cálculo x simulação para fonte de 5 V Tensão V Corrente mA Potência mW Calculada Simulada Calculada Simulada Calculada Simulada Fonte 5 5 11976 1197 5988 5985 R1 04671 0467 11976 1197 0560 0559 R2 45329 453 0731 0731 3314 3311 R3 0289 0289 0466 0466 01347 01347 R4 42406 424 0466 0466 19761 19758 Figura 4 Tensão sobre os resistores durante simulação em Multisim 5 Figura 5 Tensão em relação ao terra e correntes nos resistores durante simulação em Multisim Figura 6 Simulação em TinkerCad com a tensão sobre cada resistor Como era esperado os valores obtidos na simulação batem com os valores calculados em ambos os casos 5 V e 12 V pois o simulador usa as mesmas leis de Ohm e Kirchoff para simular o circuito As mínimas diferenças encontradas entre cálculo e simulação se dão em razão dos arredondamentos feitos durante o cálculo e ao arredondamento de exibição do simulador Usando exatamente o mesmo número de casas decimais em ambos os processos o resultado seria idêntico Essa diferença decimal mínima causada por essas diferenças de arredondamento são desprezíveis na nossa análise e podemos reafirmar que os resultados obtidos nas simulações batem com o calculado manualmente Como componentes de comportamento mais complexo como capacitores e indutores não estão presentes no circuito sobre os quais os cálculos numéricos feitos pelo computador 6 podem diferir das análises algébricas feitas manualmente era esperado que os valores batessem Para a fonte de 12V o passo a passo é o mesmo A corrente e a potência total do circuito que é vista pela fonte é calculada diretamente com o Requivalente calculado anteriormente I total V fonte Req 12 V 4175 Ω 28743 mA P total V fonte I total 5 V 11976 mA 34491 mW Vimos anteriormente que o equivalente de R2 R3 e R4 juntos vale 3785Ω o qual está em série com R1 De modo que temos um divisor de tensão entre R1 e esse equivalente dos outros três resistores A corrente que passa por R1 é a mesma que passa por esse equivalente Assim temos que IR1 12 V 4175 Ω 28743 mA Logo usando a lei de ohm achamos a tensão sobre R1 V RI 390 Ω 28743 mA 11210 V A potência dissipada em R1 é obtida com P V I PR1 11210 V 28743 mA 32220 mW Se a queda de tensão em R1 é conhecida basta calcular a diferença para achar a tensão em cima do equivalente R2 R3 e R4 Essa tensão está aplicada diretamente em cima de R2 ao mesmo tempo que está aplicada em cima da série formada por R3 e R4 VR2 12 V 11210 V 10879 V IR2 10879 V 6200 Ω 17547 mA PR2 10879 V 17547 mA 1908 mW Reiterando esta tensão em R2 é a mesma tensão que está aplicada sobre o equivalente formado por R3 e R4 por esse equivalente e R2 estarem em paralelo Como já calculamos antes essa série formada por R3 e R4 9720 Ω 7 Então obtemos a corrente que passa por R3 e R4 que será igual para ambos uma vez que estão em série IR3 IR4 10879 V 9720 Ω 11192 mA Sabendo a corrente podemos calcular a tensão e a potência sobre cada um VR3 620 Ω 11192 mA 06939 V PR3 VR3 IR3 06939 V 11192 mA 07766 mW VR4 9100 Ω 11192 mA 101851 V PR4 VR4 IR4 101851 V 11192 mA 113991 mW Repare que se somarmos as potências individuais de cada resistor isolado a soma será igual à potência total Isso ocorre pela relação linear entre tensão e corrente nos componentes Além disso como estamos trabalhando com tensão contínua e com componentes linhas e gerador ideais isto é sem perdas intrínsecas a potência gerada pela fonte é a mesma consumida pela carga Num circuito real haveria uma perda mínima de energia nos cabos conexões e na resistência interna do gerador a própria pilha por exemplo se aquece um pouco ainda que esse aquecimento não seja perceptível devido a sua resistência interna Diante dessas considerações para esse nosso circuito ideal podemos dizer P gerada P consumida PR1PR2PR3PR4 34491 mW O circuito foi simulado no Multisim e Tinkercad como pode ser observado nas Figuras 7 8 e 9 Além disso o resumo dos cálculos e sua confrontação com os resultados da simulação estão na Tabela 3 Tabela 3 Resultados cálculo x simulação para fonte de 12 V Tensão V Corrente mA Potência mW Calculada Simulada Calculada Simulada Calculada Simulada Fonte 12 12 28743 2874 34491 34488 R1 1121 1121 28743 2874 3222 32218 R2 10879 109 17547 175 1908 19075 R3 06939 0694 11192 112 07766 07773 R4 101851 102 11192 112 113991 11424 8 Como era esperado os valores obtidos na simulação batem com os valores calculados pois o simulador usa as mesmas leis de Ohm e Kirchoff para simular o circuito As mínimas diferenças encontradas entre cálculo e simulação se dão em razão dos arredondamentos feitos durante o cálculo e ao arredondamento de exibição do simulador Usando exatamente o mesmo número de casas decimais em ambos os processos o resultado seria idêntico Essa diferença decimal mínima causada por essas diferenças de arredondamento são desprezíveis na nossa análise e podemos reafirmar que os resultados obtidos nas simulações batem com o calculado manualmente Como componentes de comportamento mais complexo como capacitores e indutores não estão presentes no circuito sobre os quais os cálculos numéricos feitos pelo computador podem diferir das análises algébricas feitas manualmente era esperado que os valores batessem Figura 7 Tensão sobre os resistores durante simulação em Multisim Figura 8 Tensão em relação ao terra e correntes nos resistores durante simulação em Multisim 9 Figura 9 Simulação em TinkerCad com a tensão sobre cada resistor 23 ETAPA 3 Nesta etapa iremos ver o comportamento do circuito na prática real O mesmo circuito da Figura 2 será usado Como componentes reais têm valores de resistência dentro de uma faixa de tolerância em torno do valor nominal precisamos medir a resistência real desses componentes Todos os resistores usados têm 5 de tolerância faixa dourada A Tabela 4 resume os valores obtidos Tabela 4 Resistores usados valor nominal x valor medido Resistores comerciais Valor medido com multímetro R1 4 100 400 Ω 390 Ω 395 Ω R2 6 1000 6000 Ω 62 kΩ 625 kΩ R3 3 200 600 Ω 620 Ω 609 Ω R4 9 1000 9000 Ω 91 kΩ 908 kΩ Req 4175 kΩ 420 kΩ Importante lembrar que o próprio multímetro tem erros de medição e arredondamento intrínsecos o que pode causar diferenças ainda que mínimas em relação a valores obtidos por meio de cálculos e ou simulações Agora energizando o circuito da Figura 2 podemos obter a tensão e corrente no circuito real usando o multímetro em paralelo para medir as tensões sobre os resistores e em série para medir a corrente no ramo Fazendo isso com as tensões de 5 e 12 V podemos completar as Tabelas 5 e 6 10 A Figura 10 mostra o circuito montado e no exemplo está sendo medida da tensão sobre R1 cabos em paralelo com o resistor Figura 10 Circuito montado e medição da tensão sobre o resistor R1 11 Tabela 5 Comparativo simulação x medição em 5 V Tensão V Corrente mA Potência mW Simulada Medida Simulada Medida Simulada Medida Fonte 5 499 1197 119 5985 59381 R1 0467 047 1197 119 0559 05593 R2 453 453 0731 072 3311 32616 R3 0289 028 0466 047 01347 01316 R4 424 423 0466 047 19758 19881 Tabela 6 Comparativo simulação x medição em 12 V Tensão V Corrente mA Potência mW Simulada Medida Simulada Medida Simulada Medida Fonte 12 1205 2874 287 34488 345835 R1 1121 113 2874 287 32218 32431 R2 109 1091 175 175 19075 190925 R3 0694 069 112 113 07773 07797 R4 102 1019 112 113 11424 115147 Os valores simulados e medidos diferem ligeiramente entre eles Como vimos os componentes do mundo real têm um valor de tolerância que é uma margem de qualidade dependente da fabricação havendo inclusive categorias de faixas de tolerância Até a temperatura ambiente altera esses valores ligeiramente Quanto menor mais próximo do valor nominal o valor real deverá estar como se fosse uma garantia do fabricante que o valor real está desviado em no máximo a porcentagem indicada Componentes e fontes e energia reais têm perdas intrínsecas e podem não ter comportamento puramente ôhmico isto é para determinadas faixas de temperatura ou operação a linearidade perfeita entre tensão e corrente pode se alterar e deixar de ser perfeitamente linear Dessa forma os componentes têm valores diferentes dos valores ideais nominais que usamos nos cálculos e simulações Além disso todo e qualquer equipamento de medição tem parâmetros de acurácia precisão e repetibilidade próprios e ligeiras diferenças entre o valor medido e o valor real podem ocorrer Até a temperatura ambiente altera esses valores ligeiramente Falta de 12 calibragem pode agravar o problema Somadas essas incertezas explicam porque os valores diferem ligeiramente Isso era esperado No entanto as diferenças são muitas vezes desprezíveis O nível de tolerância a esses erros depende de requisitos de projeto podendo ser mais ou menos toleráveis Equipamentos médicos por exemplo que usam sinais de baixíssima amplitude e requerem resultados precisos pode ser o limiar entre um diagnóstico ou não requerem projetos mais cuidadosos calibrações mais precisas dos instrumentos usados em testes e componentes de maior qualidade em sua fabricação com tolerância mais controlada Já uma simples lâmpada elétrica de LED pode trabalhar com níveis de incerteza muito maiores e componentes mais baratos tendo em consideração apenas o cuidado de considerar os piores casos e certificar que estarão ainda dentro dos limites de segurança dos componentes para evitar sua queima 3 CONCLUSÕES Neste trabalho vimos que os simuladores usam as leis de Ohm e Kirchoff internamente para calcular os valores previstos de tensão corrente etc Foi demonstrado que essas leis possíveis de cálculo manual se aplicam também e perfeitamente a circuitos reais do mundo físico sendo a base de projeto e análise de todo circuito eletrônico Vimos no entanto que o mundo real tem incertezas de medição de fabricação de componentes variáveis climáticas etc Componentes e fontes e energia reais têm perdas intrínsecas e podem não ter comportamento puramente ôhmico Todas essas variáveis explicam diferenças mínimas geralmente desprezíveis mas nem sempre que geralmente ocorre entre o circuito simulado e planejado e o resultado final do circuito real 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Malvino A Eletrônica volume 1 Albert Malvino David J Bates tradução Antonio Pertence Jr 8 ed Porto Alegre AMGH 2016 13 i CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA DE FORMAÇÃO TÉCNICA E PROFISSIONAL DA UNINTER CURSO TÉCNICO EM DISCIPLINA DE PROJETO EXPERIMENTAL FASE RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA LEIS DE OHM E KIRCHHOFF ALUNO PROFESSORA THAIS ERTMANN BOLZAN CIDADE ESTADO SIGLA 2024 FASE 1 1 INTRODUCAO As Leis de Ohm e Kirchhoff são fundamentais na análise de circuitos elétricos e eletrôni cos Elas são cruciais para entender o comportamento da corrente elétrica tensão e resistência em um circuito É enorme a importância dessas leis no campo da eletrônica e engenharia elétrica Elas for necem as bases teóricas para análise e projeto de uma variedade de dispositivos e sistemas eletrônicos desde circuitos simples até sistemas complexos de controle e automação Seus prin cípios são úteis no desenvolvimento de produtos manutenção de sistemas elétricos e eletrônicos e solução de problemas relacionados à transmissão e distribuição de energia elétrica Neste trabalho compreender as Leis de Ohm e Kirchhoff e sua aplicação prática 11 OBJETIVOS Experimentar na prática as aplicações das leis de Ohm e Kirchhoff vendo que a teoria se aplica perfeitamente ao que é observado no mundo real Além disso usando simuladores de circuito computacionais verificar que esses sistemas usam as mesmas leis físicas para calcular os valores de tensão e corrente nos componentes dos circuitos simulados sendo uma ferramenta valiosa em termos de projeto e análise de circuitos 2 RESULTADOS E DISCUSSÃO 21 ETAPA 1 Esta atividade foi realizada com base no RU 4630245 R1 1º dígito de seu RU 100 4 100 400 Ω R2 2º dígito de seu RU 1000 6 1000 6 kΩ R3 3º dígito de seu RU 200 3 200 600 Ω No caso de RU com número zero substituir 0 pelo número 9 R4 4º dígito de seu RU 1000 9 1000 9 kΩ 2 O que nos dá o seguinte circuito da Figura 1 Figura 1 Circuito previsto pelos números do RU No entanto alguns desses resistores não estão disponíveis comercialmente de modo que adaptaremos o circuito para os valores comerciais mais próximos como na Figura 2 A Tabela 1 resume essa adaptação Figura 2 Circuito usando valores disponíveis comercialmente Tabela 1 Adaptação dos resistores calculados para os valores comerciais mais próximos Valor especificado Valor comerciais R1 4 100 400 Ω 390 Ω R2 6 1000 6000 Ω 62 kΩ R3 3 200 600 Ω 620 Ω R4 9 1000 9000 Ω 91 kΩ R equivalente 4175 Ω R equivalente é calculado considerando que R3 e R4 estão em série os quais estão em pa ralelo com R2 Assim temos R equivalente R3 R4R2 R1 R equivalente 9720 Ω 6200 Ω 390 Ω R equivalente 9720 Ω 6200 Ω 9720 Ω 6200 Ω 390 Ω R equivalente 3785 Ω 390 Ω R equivalente 4175 Ω 4175 kΩ 3 A resisência equivalente foi simulada no TinkerCad como visto na Figura 3 Repare que os valores são iguais a não ser pelo fato de que no simulador o ohmímetro tem apenas duas casas decimais Como o valor é arredondado antes de ser exibido ele aparece como 418 kΩ em vez de 4175 kΩ Figura 3 Resistência equivalente obtida no simulador TinkerCad 22 ETAPA 2 Agora iremos usar esse circuito da Figura 2 alimentado com tensão contínua de 5 V e 12 V A corrente e a potência total do circuito que é vista pela fonte é calculada diretamente com o Requivalente calculado anteriormente I total V fonte Req 5 V 4175 Ω 11976 mA P total V fonte I total 5 V 11976 mA 5988 mW Vimos anteriormente que o equivalente de R2 R3 e R4 juntos vale 3785Ω o qual está em série com R1 De modo que temos um divisor de tensão entre R1 e esse equivalente dos outros três resistores A corrente que passa por R1 é a mesma que passa por esse equivalente Assim temos que IR1 5 V 4175 Ω 11976 mA 4 Logo usando a lei de ohm achamos a tensão sobre R1 V RI 390 Ω 1198 mA 04671 V A potência dissipada em R1 é obtida com P V I PR1 04671 V 1198 mA 0560 mW Se a queda de tensão em R1 é conhecida basta calcular a diferença para achar a tensão em cima do equivalente R2 R3 e R4 Essa tensão está aplicada diretamente em cima de R2 ao mesmo tempo que está aplicada em cima da série formada por R3 e R4 VR2 5 V 04671 V 45329 V IR2 45329 V 6200 Ω 0731 mA PR2 45329 V 0731 mA 3314 mW Reiterando esta tensão em R2 é a mesma tensão que está aplicada sobre o equivalente formado por R3 e R4 por esse equivalente e R2 estarem em paralelo Como já calculamos antes essa série formada por R3 e R4 9720 Ω Então obtemos a corrente que passa por R3 e R4 que será igual para ambos uma vez que estão em série IR3 IR4 45329 V 9720 Ω 0466 mA Sabendo a corrente podemos calcular a tensão e a potência sobre cada um VR3 620 Ω 0466 mA 0289 V PR3 VR3 IR3 0289 0466 mA 01347 mW VR4 9100 Ω 0466 mA 42406 V PR4 VR4 IR4 42406 V 0466 mA 19761 mW Repare que se somarmos as potências individuais de cada resistor isolado a soma será igual à potência total Isso ocorre pela relação linear entre tensão e corrente nos componentes Além disso como estamos trabalhando com tensão contínua e com componentes linhas e ge rador ideais isto é sem perdas intrínsecas a potência gerada pela fonte é a mesma consumida 5 pela carga Num circuito real haveria uma perda mínima de energia nos cabos conexões e na resistência interna do gerador a própria pilha por exemplo se aquece um pouco ainda que esse aquecimento não seja perceptível devido a sua resistência interna Diante dessas consi derações para esse nosso circuito ideal podemos dizer P gerada P consumida PR1PR2PR3PR4 5988 mW O circuito foi simulado no Multisim e Tinkercad como pode ser observado nas Figuras 4 5 e 6 Além disso o resumo dos cálculos e sua confrontação com os resultados da simulação estão na Tabela 2 Tabela 2 Resultados cálculo x simulação para fonte de 5 V Tensão V Corrente mA Potência mW Calculada Simulada Calculada Simulada Calculada Simulada Fonte 5 5 11976 1197 5988 5985 R1 04671 0467 11976 1197 0560 0559 R2 45329 453 0731 0731 3314 3311 R3 0289 0289 0466 0466 01347 01347 R4 42406 424 0466 0466 19761 19758 Figura 4 Tensão sobre os resistores durante simulação em Multisim 6 Figura 5 Tensão em relação ao terra e correntes nos resistores durante simulação em Multisim Figura 6 Simulação em TinkerCad com a tensão sobre cada resistor Como era esperado os valores obtidos na simulação batem com os valores calculados em ambos os casos 5 V e 12 V pois o simulador usa as mesmas leis de Ohm e Kirchoff para simular o circuito As mínimas diferenças encontradas entre cálculo e simulação se dão em razão dos arredondamentos feitos durante o cálculo e ao arredondamento de exibição do simu lador Usando exatamente o mesmo número de casas decimais em ambos os processos o resul tado seria idêntico Essa diferença decimal mínima causada por essas diferenças de arredonda mento são desprezíveis na nossa análise e podemos reafirmar que os resultados obtidos nas simulações batem com o calculado manualmente Como componentes de comportamento mais complexo como capacitores e indutores não estão presentes no circuito sobre os quais os cálculos numéricos feitos pelo computador 7 podem diferir das análises algébricas feitas manualmente era esperado que os valores bates sem Para a fonte de 12V o passo a passo é o mesmo A corrente e a potência total do circuito que é vista pela fonte é calculada diretamente com o Requivalente calculado anteriormente I total V fonte Req 12 V 4175 Ω 28743 mA P total V fonte I total 5 V 11976 mA 34491 mW Vimos anteriormente que o equivalente de R2 R3 e R4 juntos vale 3785Ω o qual está em série com R1 De modo que temos um divisor de tensão entre R1 e esse equivalente dos outros três resistores A corrente que passa por R1 é a mesma que passa por esse equivalente Assim temos que IR1 12 V 4175 Ω 28743 mA Logo usando a lei de ohm achamos a tensão sobre R1 V RI 390 Ω 28743 mA 11210 V A potência dissipada em R1 é obtida com P V I PR1 11210 V 28743 mA 32220 mW Se a queda de tensão em R1 é conhecida basta calcular a diferença para achar a tensão em cima do equivalente R2 R3 e R4 Essa tensão está aplicada diretamente em cima de R2 ao mesmo tempo que está aplicada em cima da série formada por R3 e R4 VR2 12 V 11210 V 10879 V IR2 10879 V 6200 Ω 17547 mA PR2 10879 V 17547 mA 1908 mW Reiterando esta tensão em R2 é a mesma tensão que está aplicada sobre o equivalente formado por R3 e R4 por esse equivalente e R2 estarem em paralelo Como já calculamos antes essa série formada por R3 e R4 9720 Ω 8 Então obtemos a corrente que passa por R3 e R4 que será igual para ambos uma vez que estão em série IR3 IR4 10879 V 9720 Ω 11192 mA Sabendo a corrente podemos calcular a tensão e a potência sobre cada um VR3 620 Ω 11192 mA 06939 V PR3 VR3 IR3 06939 V 11192 mA 07766 mW VR4 9100 Ω 11192 mA 101851 V PR4 VR4 IR4 101851 V 11192 mA 113991 mW Repare que se somarmos as potências individuais de cada resistor isolado a soma será igual à potência total Isso ocorre pela relação linear entre tensão e corrente nos componentes Além disso como estamos trabalhando com tensão contínua e com componentes linhas e ge rador ideais isto é sem perdas intrínsecas a potência gerada pela fonte é a mesma consumida pela carga Num circuito real haveria uma perda mínima de energia nos cabos conexões e na resistência interna do gerador a própria pilha por exemplo se aquece um pouco ainda que esse aquecimento não seja perceptível devido a sua resistência interna Diante dessas consi derações para esse nosso circuito ideal podemos dizer P gerada P consumida PR1PR2PR3PR4 34491 mW O circuito foi simulado no Multisim e Tinkercad como pode ser observado nas Figuras 7 8 e 9 Além disso o resumo dos cálculos e sua confrontação com os resultados da simulação estão na Tabela 3 Tabela 3 Resultados cálculo x simulação para fonte de 12 V Tensão V Corrente mA Potência mW Calculada Simulada Calculada Simulada Calculada Simulada Fonte 12 12 28743 2874 34491 34488 R1 1121 1121 28743 2874 3222 32218 R2 10879 109 17547 175 1908 19075 R3 06939 0694 11192 112 07766 07773 R4 101851 102 11192 112 113991 11424 9 Como era esperado os valores obtidos na simulação batem com os valores calculados pois o simulador usa as mesmas leis de Ohm e Kirchoff para simular o circuito As mínimas diferenças encontradas entre cálculo e simulação se dão em razão dos arredondamentos feitos durante o cálculo e ao arredondamento de exibição do simulador Usando exatamente o mesmo número de casas decimais em ambos os processos o resultado seria idêntico Essa diferença decimal mínima causada por essas diferenças de arredondamento são desprezíveis na nossa análise e podemos reafirmar que os resultados obtidos nas simulações batem com o calculado manualmente Como componentes de comportamento mais complexo como capacitores e indutores não estão presentes no circuito sobre os quais os cálculos numéricos feitos pelo computador podem diferir das análises algébricas feitas manualmente era esperado que os valores bates sem Figura 7 Tensão sobre os resistores durante simulação em Multisim Figura 8 Tensão em relação ao terra e correntes nos resistores durante simulação em Multisim 10 Figura 9 Simulação em TinkerCad com a tensão sobre cada resistor 23 ETAPA 3 Nesta etapa iremos ver o comportamento do circuito na prática real O mesmo circuito da Figura 2 será usado Como componentes reais têm valores de resistência dentro de uma faixa de tolerância em torno do valor nominal precisamos medir a resistência real desses componen tes Todos os resistores usados têm 5 de tolerância faixa dourada A Tabela 4 resume os valores obtidos Tabela 4 Resistores usados valor nominal x valor medido Resistores comerciais Valor medido com multímetro R1 4 100 400 Ω 390 Ω 395 Ω R2 6 1000 6000 Ω 62 kΩ 625 kΩ R3 3 200 600 Ω 620 Ω 609 Ω R4 9 1000 9000 Ω 91 kΩ 908 kΩ Req 4175 kΩ 420 kΩ Importante lembrar que o próprio multímetro tem erros de medição e arredondamento intrínsecos o que pode causar diferenças ainda que mínimas em relação a valores obtidos por meio de cálculos e ou simulações Agora energizando o circuito da Figura 2 podemos obter a tensão e corrente no circuito real usando o multímetro em paralelo para medir as tensões sobre os resistores e em série para medir a corrente no ramo Fazendo isso com as tensões de 5 e 12 V podemos completar as Tabelas 5 e 6 11 A Figura 10 mostra o circuito montado e no exemplo está sendo medida da tensão sobre R1 cabos em paralelo com o resistor Figura 10 Circuito montado e medição da tensão sobre o resistor R1 12 Tabela 5 Comparativo simulação x medição em 5 V Tensão V Corrente mA Potência mW Simulada Medida Simulada Medida Simulada Medida Fonte 5 499 1197 119 5985 59381 R1 0467 047 1197 119 0559 05593 R2 453 453 0731 072 3311 32616 R3 0289 028 0466 047 01347 01316 R4 424 423 0466 047 19758 19881 Tabela 6 Comparativo simulação x medição em 12 V Tensão V Corrente mA Potência mW Simulada Medida Simulada Medida Simulada Medida Fonte 12 1205 2874 287 34488 345835 R1 1121 113 2874 287 32218 32431 R2 109 1091 175 175 19075 190925 R3 0694 069 112 113 07773 07797 R4 102 1019 112 113 11424 115147 Os valores simulados e medidos diferem ligeiramente entre eles Como vimos os compo nentes do mundo real têm um valor de tolerância que é uma margem de qualidade dependente da fabricação havendo inclusive categorias de faixas de tolerância Até a temperatura ambiente altera esses valores ligeiramente Quanto menor mais próximo do valor nominal o valor real deverá estar como se fosse uma garantia do fabricante que o valor real está desviado em no máximo a porcentagem indicada Componentes e fontes e energia reais têm perdas intrínsecas e podem não ter comportamento puramente ôhmico isto é para determinadas faixas de tempe ratura ou operação a linearidade perfeita entre tensão e corrente pode se alterar e deixar de ser perfeitamente linear Dessa forma os componentes têm valores diferentes dos valores ideais nominais que usamos nos cálculos e simulações Além disso todo e qualquer equipamento de medição tem parâmetros de acurácia preci são e repetibilidade próprios e ligeiras diferenças entre o valor medido e o valor real podem ocorrer Até a temperatura ambiente altera esses valores ligeiramente Falta de calibragem pode 13 agravar o problema Somadas essas incertezas explicam porque os valores diferem ligeira mente Isso era esperado No entanto as diferenças são muitas vezes desprezíveis O nível de tolerância a esses erros depende de requisitos de projeto podendo ser mais ou menos toleráveis Equipamentos médicos por exemplo que usam sinais de baixíssima amplitude e requerem resultados precisos pode ser o limiar entre um diagnóstico ou não requerem projetos mais cuidadosos calibrações mais precisas dos instrumentos usados em testes e componentes de maior qualidade em sua fabricação com tolerância mais controlada Já uma simples lâmpada elétrica de LED pode tra balhar com níveis de incerteza muito maiores e componentes mais baratos tendo em conside ração apenas o cuidado de considerar os piores casos e certificar que estarão ainda dentro dos limites de segurança dos componentes para evitar sua queima 3 CONCLUSÕES Neste trabalho vimos que os simuladores usam as leis de Ohm e Kirchoff internamente para calcular os valores previstos de tensão corrente etc Foi demonstrado que essas leis possíveis de cálculo manual se aplicam também e perfei tamente a circuitos reais do mundo físico sendo a base de projeto e análise de todo circuito eletrônico Vimos no entanto que o mundo real tem incertezas de medição de fabricação de componentes variáveis climáticas etc Componentes e fontes e energia reais têm perdas intrín secas e podem não ter comportamento puramente ôhmico Todas essas variáveis explicam diferenças mínimas geralmente desprezíveis mas nem sempre que geralmente ocorre entre o circuito simulado e planejado e o resultado final do circuito real 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Malvino A Eletrônica volume 1 Albert Malvino David J Bates tradução Antonio Per tence Jr 8 ed Porto Alegre AMGH 2016