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Ativ. 2 – Circuitos série, paralelo e misto
Objetivos: Conhecer os diferentes tipos de circuito elétrico; Compreender como é o comportamento da corrente de da tensão nesses circuitos Calcular a resistência equivalente Aplicações dos tipos de circuito elétricos; Usar os medidores de corrente e de tensão. Procedimento:
- Acesse o link abaixo para realizar as suas atividades: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
- Na figura abaixo tem-se dois exemplos de circuitos, sendo um em série (primeira linha) e outro em paralelo (segunda linha). Eles estão acompanhados dos respectivos diagramas esquemáticos. Você observa alguma diferença no brilho das lâmpadas? Circuito em série
Modelagem e simulação de sistemas
elétricos e magnéticos
Use o simulador para montar os circuitos abaixo. Como sugestão, use uma bateria com tensão (ddp) V=12 volts e lâmpadas incandescentes com os seguintes valores de resistência elétrica. RL1 = 4 , RL2 = 8 e RL3 = 12 . Usando o voltímetro e o amperímetro, faça as medidas solicitadas na tabela 1, para cada configuração abaixo. Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Tabela 1: Número de lâmpadas Tensão na lâmpada (V) Corrente em cada lâmpada (em A) Corrente em total no circuito (em A) 1 VL1 = I 1 = I = 2 VL1 = I 1 = I 2 = I = VL2 = 3 VL1 = I 1 = I 2 = I 3 = I = VL2 = VL 3 =
- O que acontece no circuito se uma das lâmpadas que está em série, for desconectada ou queimar? E a corrente?
- O que você observou sobre o brilho das lâmpadas nos circuitos, conforme o número de lâmpadas foi aumentando?
- Para o caso do circuito 3, utilizando o mesmo valor de tensão na bateria (12V), faça uma ligação com apenas uma lâmpada e verifique para qual valor de resistência, obtém-se a mesma corrente no circuito que foi obtido no caso 3, acima. Esse valor recebe o nome de resistência
equivalente , que será indicado por Req e produz o mesmo efeito que todos os outros resistores
juntos.
Req =¿ ¿
- Escreva uma expressão matemática que represente a resistência equivalente em qualquer circuito em série. Expressão para o cálculo da resistência equivalente:
- Nos circuitos apresentados, altere o valor da tensão na bateria (como realizado na prática
anterior) para que seja possível construir um gráfico de V × I. Meça no mínimo 5 pontos em
cada circuito. Como sugestão utilize as tensões de 10 V, 12 V, 16 V, 18 V e 20 V. Em um mesmo gráfico plote as curvas dos três circuitos.
- O que acontece com o brilho das lâmpadas se uma das delas for desconectada ou queimar? A corrente e a tensão nas lâmpadas se alteram?
- O que acontece à intensidade da luz de cada lâmpada de um circuito em paralelo quando mais lâmpadas são ligadas em paralelo ao circuito?
- O que acontece à corrente total na bateria quando mais lâmpadas são ligadas em paralelo?
- No circuito 3, faça uma ligação direta entre os pontos A e B. O que ocorre com a lâmpada? Que nome se dá a este tipo de ligação? O que ocorreu com a corrente no circuito? Houve alguma consequência?
- Na prática isso pode ocorrer. O que é feito nos circuitos para proteger a instalação elétrica de uma casa?
- Para o caso do circuito 3, utilizando o mesmo valor de tensão na bateria, faça uma ligação com apenas uma lâmpada e verifique para qual valor de resistência, obtém-se a mesma corrente total no circuito que foi obtido no caso 3, acima. Esse valor recebe o nome de resistência
equivalente , que será indicado por Req e produz o mesmo efeito que todos os outros resistores
juntos.
Req =¿ ¿
Você pode obter a expressão matemática, completando a tabela abaixo
RL 1
RL 2
RL 3
RL 1
RL 2
RL 3
RL 1
RL 2
RL 3
Req
- Qual conclusão podemos obter a partir da comparação entre a soma
RL 1
RL 2
RL 3
E o inverso da resistência encontrada para o circuito acima
Req
? Escreva uma expressão matemática que represente a resistência equivalente em qualquer circuito em paralelo. Expressão para o cálculo da resistência equivalente: Circuito misto
Use o simulador para montar os circuitos abaixo. Como sugestão mantenha a bateria com tensão (ddp) V=12 volts e lâmpadas incandescentes com os mesmos valores de resistência elétrica usado nos circuitos série. RL1 = 4 , RL2 = 8 , RL3 = 12 e RL4 = 4 . Usando o voltímetro e o amperímetro, faça as medidas solicitadas na tabela 3, para cada configuração abaixo. Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Tabela 3 Circuito Tensão em cada lâmpada (em V) Corrente em cada lâmpada (em A) A corrente total (em A) 1 V 1 I 1 I = V 2 I 2 V 3 I 3 2 V 1 I 1 I = V 2 I 2 V 3 I 3 V 4 I 4 3 V 1 I 1 I = V 2 I 2 V 3 I 3 V 4 I 4
- O que acontece com o brilho das lâmpadas do circuito 1 ao adicionarmos a lâmpada RL4, modelando o circuito 2?
- O que acontece com o brilho das lâmpadas do circuito 1 ao adicionarmos a lâmpada RL4, modelando o circuito 3?
- O que acontece com o brilho das lâmpadas se uma das delas for desconectada ou queimar? A corrente e a tensão nas lâmpadas se alteram?
- Utilizando o mesmo valor de tensão na bateria, faça uma ligação com apenas uma lâmpada e verifique para qual valor de resistência, obtém-se a mesma corrente total no circuito. Observe
que o valor encontrado é a Req apresentada nas questões 3 e 12. Apresente os valores obtidos
na Tabela abaixo.
Circuito Req ¿)
1 2
