GUIA DE EXPERIMENTO-2CIRCUITOS SÉRIE, PARALELO E MISTO

OBJETIVO

A cerca elétrica didática é constituída por um circuito misto, onde inúmeros componentes em série e/ou paralelo estão combinados de modo a obtermos na saída, sobre a carga, um pulso com características peculiares.

Esta atividade servirá para identificarmos alguns elementos que compõem um circuito elétrico simples e analisarmos as características das associações de resistores em série, paralelo e misto.

Neste Guia sugere-se a realização de medidas de resistência elétrica, tensão e corrente elétrica. Os multímetros utilizados nos experimentos possuem as seguintes características:

MÁXIMA TENSÃO DC-1000 V MÁXIMA TENSÃO AC-750 V MÁXIMA CORRENTE DC: 10 A RESISTÊNCIA: ATÉ 2 MΩ

TESTE DE DIODOS HFE: 0 A 1000 X DISPLAY LCD 3 ½ DIG

Com o objetivo de nos aproximar do tema propomos algumas questões iniciais que deverão ser respondidas por seu grupo de trabalho utilizando a bibliografia citada.

PROBLEMATIZAÇÃO

Observe e compare os vídeos 1 e 2. Descreva o que acontece com as outras lâmpadas do circuito com a situação de uma delas ser desconectada. Explique.

Identifique o tipo de associação presente nos vídeos 1 e 2.

Se uma das lâmpadas das associações dos vídeos 1 e 2 queimar, o que ocorrerá com a corrente elétrica nas demais lâmpadas?

Quanto mais lâmpadas inserirmos na associação do vídeo 1, o que ocorrerá com a intensidade da luz (brilho) das outras? E se adicionarmos mais lâmpadas na associação do vídeo 2?

A instalação elétrica de sua casa poderia ser simulada pela associação de lâmpadas de qual vídeo? Procure montar você uma associação deste tipo.

MATERIAL UTILIZADO

FIGURA 1MATERIAL UTILIZADO NO EXPERIMENTO

ORGANIZAÇÃO DO CONHECIMENTOREALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO

Para a realização do experimento será necessário seguir os passos descritos a seguir, faça isso com atenção:

1ª PARTE

1) Medir com o multímetro a resistência de cada resistor. Neste caso o multímetro é utilizado como um ohmímetro.

Para esta etapa siga o seguinte procedimento:

MULTÍMETRO

RESISTORES DE 1 kΩ CADA BATERIA DE 9 V

PROTO-BOARD

Conectar a ponta de prova vermelha no terminal de entrada VΩmA e a ponta de prova preta no terminal de entrada COM.

FIGURA 2CONEXÃO DAS PONTAS DE PROVA NO MULTÍMETRO

Gire a chave rotativa até encontrar a escala adequada de resistência (Ω). Como sabemos que o valor nominal de resistência deste resistor é de 1000 Ω, posicionamos a chave rotativa em 2000 Ω.

Conexões das pontas de prova com o multímetroVERMELHA -> VΩmAPRETA -> ENTRADA COM

FIGURA 3ALTERAÇÃO DA CHAVE ROTATIVA PARA A ESCALA ADEQUADA DE RESISTÊNCIA

Conectar as ponteiras sobre os terminais do componente. Efetue a leitura no display. Se por acaso o display mostrar apenas o dígito (1) a resistência a ser medida está excedendo o valor máximo da escala. Posicione a chave rotativa em uma escala maior.

FIGURA 4MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA POR MEIO DO MUTÍMETRO

2) Compare a resistência de cada resistor obtida por meio do multímetro com o valor lido utilizando o código de cores desses componentes. O valor medido com o multímetro está ou não dentro da faixa de tolerância?

3) Existem lâmpadas de árvore de natal que estão dispostas em um circuito como o da Figura 5. Vários componentes da cerca elétrica didática estão entre si em um circuito também como este. Monte um circuito como o da Figura 5, com três resistores em um proto-board. Identifique se o tipo de associação é série ou paralelo.

FIGURA 5 FIGURA 6

ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES REPRESENTAÇÃO DO CIRCUITO NO PROTO-BOARD DA FIGURA 5

4) Realize o cálculo da resistência total e faça a medida por meio do multímetro. Compare-os.

5) Conectar a fonte de tensão contínua externa (bateria) ao circuito

FIGURA 7

CONEXÃO DA BATERIA AO CIRCUITO

6) Medir a tensão sobre cada resistor. Neste caso estaremos utilizando o multímetro como voltímetro. Para isto siga as seguintes recomendações:

Mantenha a conexão da ponteira vermelha no terminal de entrada VΩmA e a ponteira preta no terminal de entrada COM.

Antes de efetuar qualquer medida, gire a chave rotativa até obter a faixa de tensão que deseja medir, AC ou DC. No nosso caso a fonte de energia externa é uma bateria que fornece ao circuito no máximo uma tensão de 9 V. Então posicione a chave em DCV 20 V.

FIGURA 8MUDANÇA DA CHAVE ROTATIVA PARA

A ESCALA ADEQUADA

Se por acaso você não souber qual a é o valor da tensão elétrica a ser medida, inicie pela maior faixa e vá reduzindo até conseguir fazer uma leitura adequada.

Conecte as ponteiras do multímetro sobre cada resistor, ou seja, agora o multímetro é utilizado como voltímetro (em paralelo). Se por acaso o valor de tensão ultrapassar o limite da escala posicionada com a chave rotativa, teremos no display a indicação (1), se não ultrapassar é só fazer a leitura.

FIGURA 9MEDIÇÃO DA TENSÃO ELÉTRICA POR MEIO DO

MULTÍMETRO

7) Troque um dos resistores de 1 kΩ por um de 10 kΩ. Refaça as medidas. Quais são suas conclusões?

8) Aproveite o circuito série montado por você e faça medições de tensão.

FIGURA 10

MEDIÇÃO DA TENSÃO ENTRE PONTOS DO CIRCUITO

Observe a Figura 10. Considerando todos os resistores com mesmo valor de resistência, no caso 1 kΩ, se por acaso você quiser obter uma tensão elétrica de aproximadamente 6 V de saída para alimentar um motor, entre quais pontos você colocaria os terminais deste motor?

9) Medir a corrente elétrica total do circuito. Para a medição da corrente elétrica existem alguns procedimentos importantes:

Se a corrente elétrica a ser medida possuir valor até 200 mA (que é nosso caso), mantenha a conexão da ponteira vermelha no terminal de entrada VΩmA e a ponteira preta no terminal de entrada COM. Entretanto, se por acaso o valor da corrente elétrica a ser medida estivesse entre 200 mA e 10 A, conectaríamos a ponteira vermelha no terminal de entrada 10 A, DC.

Selecione a chave rotativa na escala de corrente DC adequada.

Se você não conhecer o valor de corrente a ser medida, comece pela maior escala e reduza até encontrar a mais adequada.

Para medir a corrente elétrica o multímetro deve estar em série com a carga em teste, ou seja, em nosso caso em série com os resistores. Antes de inserir o multímetro no circuito desligue a alimentação, e se por acaso o circuito possuir capacitores, descarregue todos.

Conecte as ponteiras e ligue a alimentação do circuito. Faça a leitura.

FIGURA 11MEDIÇÃO DA CORRENTE ELÉTRICA NO CIRCUITO

10) Experimente medir o valor da corrente elétrica em outros pontos do circuito. Qual é o seu valor? Lembre-se que para medir a corrente elétrica o multímetro deve estar em série com a carga em teste.

11) Quais suas conclusões após terminadas as atividades?

2ª PARTE

1) Em instalações elétricas residenciais todos os aparelhos estão dispostos em um circuito como o da Figura 12. Vários componentes da cerca elétrica didática estão entre si em um circuito também como este. Monte este circuito com três resistores em um proto-board. Este é um circuito série ou paralelo?

FIGURA 12 FIGURA 13ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES REPRESENTAÇÃO DO CIRCUITO NO PROTO-BOARD DA FIGURA 12

2) Realize o cálculo da resistência total e faça a medida por meio do multímetro. Compare-os.

3) Conectar a fonte de tensão contínua externa ao circuito (bateria).

FIGURA 14CONEXÃO DA BATERIA AO CIRCUITO

4) Medir a tensão sobre cada resistor. Neste caso estaremos utilizando o multímetro como voltímetro. Para isto siga as recomendações do item 4 da primeira parte.

FIGURA 15MUDANÇA NA CHAVE ROTATIVA PARA A ESCALA ADEQUADA

FIGURA 16MEDIÇÃO DA TENSÃO ELÉTRICA SOBRE OS RESISTORES

5) Qual a tensão elétrica sobre os resistores R1 e R2? Justifique.

6) Quais suas conclusões após terminadas as atividades?

3ª PARTE) Idealize um circuito misto qualquer. Calcule a resistência equivalente da associação. Meça com o multímetro a resistência equivalente. Compare os valores obtidos. Na Figura 17 podemos observar um exemplo de circuito misto.

FIGURA 17CIRCUITO MISTO SOBRE O PROTO-BOARD

APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO

Analise as questões da problematização inicial.

Referência bibliográfica

Manual de instruções do multímetro Digital DT 830 B