Resolvida as Questões do Experimento Quero Ajuda o que Botar no Relatório

LABORATÓRIO 3 Circuito Série e Paralelo de Resistores 1 Objetivos Determinar a resistência equivalente de um circuito serie e de um circuito paralelo Constatar experimentalmente as propriedades relativas à tensão e corrente de cada associação 2 Descrição Teórica Dois ou mais resistores formam uma associação denominada circuito série quando ligados um ao outro conforme esquematizado na Figura 31 Figura 31 Associação Série de Resistores Quando alimentado o circuito apresenta as seguintes propriedades 1 A corrente que percorre todos os resistores é a mesma e igual aquela fornecida pela fonte I IR1 IR2 IRn 2 O somatório das tensões dos resistores e igual a tensão da fonte E VR1 VR2 VRn Aplicando a lei de Ohm em cada resistor têmse VR1 R1 I VR2 R2 I VRn Rn I Utilizando a segunda propriedade podese escrever E R1 I R2 I Rn I Dividindo todos os termos por I resulta EI R1 R2 Rn Onde o termo EI representa a resistência equivalente de uma associação série Portanto podese escrever Req R1 R2 Rn Para exemplificar determinar a resistência equivalente a corrente e a tensão em cada componente do circuito da Figura 32 Figura 32 Associação Série 1 Cálculo da resistência equivalente Req R1 R2 R3 Req 820 180 1000 Req 2000Ω 2 Cálculo da corrente I EReq I 102000 5mA 3 Cálculo das tensões parciais VR1 R1 I VR1 820 5 103 41V VR2 180 5 103 09V VR3 1000 5 103 5V Notase que a soma das tensões parciais é igual à tensão da fonte Dois ou mais resistores formam uma associação denominada circuito paralelo quando ligados conforme esquematizado na Figura 33 Figura 33 Associação Paralela de Resistores Quando alimentado o circuito apresenta as seguintes propriedades 1 A tensão é a mesma em todos os resistores e igual a da fonte E VR1 VR2 VRn 2 O somatório das correntes dos resistores é igual ao valor da corrente fornecida pela fonte I IR1 IR2 IRn Determinando o valor da corrente em cada resistor temse IR1 ER1 IR2 ER2 IRn ERn Utilizando a igualdade da segunda propriedade podese escrever I ER1 ER2 ERn Dividindo os termos por E têmse IE 1R1 1R2 1Rn Onde o termo IE representa o inverso da resistência equivalente de uma associação paralela Portanto podese escrever 1Req 1R1 1R2 1Rn Casos Particulares 1 N resistores de valores iguais associados em paralelo 1Req 1R 1R 1R 1Req N 1R Req RN 2 Dois resistores associados em paralelo 1Req 1R1 1R2 1Req R2 R1 R1 R2 Req R1 R2 R1 R2 Onde concluise que a resistência equivalente é igual ao produto dos valores dividido pela soma Para exemplificar determinar a resistência equivalente as correntes parciais e total do circuito da Figura 34 E12V R11KΩ R210KΩ R333KΩ Figura 34 Associação Paralela 1 Cálculo da resistência equivalente 1Req 1R1 1R2 1R3 1Req 1103 110103 133103 Req 7127Ω 2 Cálculo das correntes parciais IR1 ER1 IR1 12103 12mA IR2 ER2 IR2 1210103 12mA IR3 ER3 IR3 1233103 36mA 3 Cálculo da corrente total I EReq 127127 168mA 3 Uso do Protoboard O QUE É UMA PROTOBOARD Basicamente protoboard é uma matriz de contato ou placa de ensaio ou em inglês breadboard é uma placa com furos de conexões condutoras para montagem de circuitos elétricos experimentais COMO FUNCIONA UMA PROTOBOARD Com a protoboard deitada os dois grupos de filamentos indicados pelas setas vermelhas são para alimentação do circuito e os outros dois indicados pelas setas verdes são para implementação do circuito COMO FUNCIONA AS LIGAÇÕES DE UMA PROTOBOARD As linhas de alimentação são conectadas em um nó numa mesma linha horizontal e as linhas de implementação do circuito são conectadas em um nó em uma mesma linha nos nas linhas verticais nós nas linhas horizontais EXEMPLOS DE ELEMENTOS EM SÉRIE E EM PARALELO Figura 1 Circuito teórico com resistores em série Figura 2 Circuito teórico com dois resistores em paralelo em série com um resistor e mais dois em paralelo Figura 3 Circuito da Figura 1 em uma protoboard Figura 4 Circuito da Figura 2 em uma protoboard 4 Material Experimental Fonte de tensão Resistores R1 120Ω R2 220Ω R3 330Ω e R4 470Ω Multímetro Digital 5 Simbologia FONTE DC VARIÁVEL 6 Parte Prática 1 Monte o circuito da Figura 35 onde R1 470Ω R2 120Ω R3 220Ω e R4 330Ω Figura 35 Associação Série 2 Meça e anote no Tabela 31 a resistência equivalente entre os pontos A e E Tabela 31 Resistência Equivalente ReqAE medido 1150Ω ReqAE calculado código de cores 1140Ω 3 Ajuste a fonte variável para 12V e alimente o circuito conforme mostra a Figura 36 Figura 36 Circuito Série 7 4 Meça as correntes em cada ponto do circuito a tensão em cada resistor e anote os resultados nas Tabelas 32 e 33 IA IB IC ID IE 223 223 223 223 223 Tabela 32 RΩ R1 R2 R3 R4 VV 502 127 228 345 Tabela 33 5 Monte o circuito da Figura 37 Meça e anote na Tabela 34 a resistência equivalente entre os pontos A e B Figura 37 Circuito Paralelo Tabela 34 Resistência Equivalente ReqAB medido 679Ω ReqAB calculado 6664 Ω 6 Alimente o circuito com a fonte ajustada para 12V conforme mostra a Figura 38 Figura 38 Circuito Paralelo 8 7 Meça as correntes em cada ponto do circuito a tensão em cada resistor e anote os resultados nas Tabelas 35 e 36 IA IB IC ID IE 215 mA 215 mA 219 mA 218 mA 220 mA Tabela 35 RΩ R1 R2 R3 VV 12 12 12 Tabela 36 7 Questões 1 Calcule a resistência equivalente de cada circuito utilizado na experiência anotando os resultados respectivamente nas Tabelas 31 e 34 Compare os valores medidos com os calculados e explique as discrepâncias 2 No circuito da Figura 36 o que se observa quanto aos valores das correntes medidas E quanto aos valores de tensões 3 Repita o segundo exercício para o circuito da Figura 38 4 No circuito da Figura 39 a leitura do amperímetro é de 286 mA Calcule o valor de R Figura 39 Circuito da questão 4 5 Calcule o valor da tensão da bateria para o circuito da Figura 310 sabendo que o voltímetro indica 3V Figura 310 Circuito da questão 5 9 R1 470 Ω R2 120 Ω R3 220 Ω R4 330 Ω Questão 1 1º circuito A B C D E a Associação em série Req R1 R2 R3 R4 Req 470 120 220 330 Req 1140 Ω 2º circuito R1 R2 R3 B a Associação em paralelo R23 R3 x R2 R3 R2 R23 220 x 120 220 120 7764 Ω Req R23 x R1 R23 R1 7764 x 470 7764 470 6663 Ω Ao analisarmos os valores médios e calculados notamos algumas diferenças nos resultados isso acontece pois ao utilizarmos instrumentos de medição temos que levar em consideração sua precisão na medição e até mesmo os valores dos resistores que na maioria das vezes não é o valor exato tudo isso influencia no resultado final Questão 2 Por o circuito ser em série teremos a mesma corrente percorrendo toda a malha como é visto nos valores medidos Quando observamos a tensão ela sera diferente em cada resistor isso ocorre pelo simples fato de que cada resistor terá o que chamamos de divisor de tensão Questão 3 Observando o circuito notamos que todos os resistores estão em paralelo portanto a tensão sera a mesma em todos os resistores Já a corrente será diferente pois quando a mesma chega no nó ela se divide tendo assim um divisor de corrente Questão 4 Is 286 mA Aplicando a Lei de Kirchhoff dos correntes temos I1 I2 I3 0 I3 I1 I2 I3 286 x 103 4680 I3 3448 mA O valor da corrente esta negativo pois o sentido da corrente que adotamos foi a de todos estarem chegando no nó mas o valor real da corrente é positivo logo I3 3448 mA Calculando R temos V R x I3 R VI3 R 43448x103 R 116 Ω Questão 5 V₁₅₀Ω 3 V 237Ω 150Ω 113Ω I E Calculando a corrente I temos I V₁₅₀Ω R no I 3 150 I 20 mA Calculando as tensões nos resistores de 113Ω e 237Ω temos V₂₃₇Ω 237 x 20 x 10³ 474 V V₁₁₃Ω 113 x 20 x 10³ 226 V Logo a soma das tensões nos resistores será igual a tensão da fonte E V₁₅₀Ω V₂₃₇Ω V₁₁₃Ω E 3 226 474 E 10 V