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Modelagem e simulação de sistemas
elétricos e magnéticos
Prof. Gilberto Murakami
Turma: LIVE - UNA
Alunos(as): NATALIA MONIQUE DE OLIVEIRA SILVA | RA: 321217284
Laboratório Virtual – Circuitos série, paralelo e misto
Objetivos: ● Conhecer os diferentes tipos de circuito elétrico (série, paralelo e misto); ● Compreender como é o comportamento da corrente de da tensão nesses circuitos ● Calcular a resistência equivalente ● Usar os medidores de corrente e de tensão. ● Depois de tudo preenchido, salve em .pdf e renomeie o arquivo para: primeironome.ultimonome.turma.pdf exemplo: aluno: Heitor Villa Lobos Turma: ECA1AM-MCA heitor.lobos.eca1am.mca1.pdf
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?
equivalente , que será indicado por 𝑅𝑒𝑞 e produz o mesmo efeito que todos os outros resistores juntos. 𝑅𝑒𝑞 = 24 Ω
- Escreva uma expressão matemática que represente a resistência equivalente em qualquer circuito em série. Expressão para o cálculo da resistência equivalente: 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅 1 + 𝑅 2 + 𝑅 3 + ⋯ 𝑅𝑛 𝑅𝑒𝑞 =
- 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. 𝑉 × 𝐼
- Quais conclusões podem ser obtidas a partir deste gráfico? Ao passo que a tensão aumenta sua corrente também aumenta proporcionalmente e o mesmo ocorre quando há diminuição da tensão, gerando também um diminuição da corrente de forma proporcional. Isso ocorre porque tensão e corrente são grandezas diretamente proporcionais. 0 5 10 15 20 25 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0, TENSÃO (V) CORRENTE (I)
GRÁFICO DA TENSÃO (V) EM FUNÇÃO
DA CORRENTE (I)
Corrente CIRCUITO 2 I (A) Corrente CIRCUITO 1 I (A) Tensão V (V)
Circuito em paralelo Use o simulador para montar os circuitos abaixo. Como sugestão, use uma 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 e RL3 = 12 . Usando o voltímetro e o amperímetro, faça as medidas solicitadas na tabela 2, para cada configuração abaixo. Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Tabela 2. Valores de tensão e intensidade da corrente elétrico no circuito paralelo. Número de lâmpadas Tensão em cada lâmpada (em V) Corrente em cada lâmpada (em A) A corrente total (em A) 1 VL1 = 12 I 1 = 3 I = 3 2 VL1 = 12 I 1 = 3 I = 4, VL2 = 12 I 2 = 1, 3 VL1 = 12 I 1 = 3 I = 5, VL2 = 12 I 2 =1, VL3 = 12 I 3 =1,
- 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? No circuito paralelo, quando uma das lâmpadas queima ou é desconectada nada ocorre com as outras lâmpadas. Elas continuam ligadas e com o circuito em funcionamento normal. Nesse tipo de circuito seus elementos são colocados de modo independente, assim se algum componente for retirado ou queimar a corrente continua funcionando não influenciando a tensão nas lâmpadas.
- O que acontece à intensidade da luz de cada lâmpada de um circuito em paralelo quando mais lâmpadas são ligadas em paralelo ao circuito?
- Qual conclusão podemos obter a partir da comparação entre a soma 1 𝑅𝐿 1
1 𝑅𝐿 2
1 𝑅𝐿 3
E o inverso da resistência encontrada para o circuito acima 1 𝑅𝑒𝑞 ? Escreva uma expressão matemática que represente a resistência equivalente em qualquer circuito em paralelo. Expressão para o cálculo da resistência equivalente:
V / Req = (V 1 / R 1 ) + (V 2 / R 2 ) + (V 3 / R 3 ) + (V 4 / R 4 )...
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 usados 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. Valores de tensão e intensidade da corrente elétrico no circuito misto. Circuito Tensão em cada lâmpada (em V) Corrente em cada lâmpada (em A) A corrente total (em A) 1
V 1 = 4 I 1 = 1 2
V 2 = 8 I 2 = 1
V 3 = 12 I 3 = 1
2 V 1 =7,20 I 1 =1,80 2,
V 2 =4,80 I 2 =0,
V 3 = 12 I 3 =1,
V 4 =4,80 I 4 =1,
V 1 =2,40 I 1 =0,60 2,
V 2 =9,60 I 2 =1,
V 3 = 12 I 3 =1,
V 4 =2,40 I 4 =0,
- O que acontece com o brilho das lâmpadas do circuito 1 ao adicionarmos a lâmpada RL4, modelando o circuito 2? Ao adicionarmos a RL4 a lâmpada RL1 tem seu brilho aumentado e também sua tensão que passa de 4,00 V para 7,20 V assim como sua corrente que passa de 1 A para 1,80 A. No caso da lâmpada RL2 ao adicionarmos a RL4, seu brilho diminui, assim como sua tensão e corrente. Já a Lâmpada RL3 não sofre alterações e mantém seu brilho, sua tensão e corrente. (vide tabela acima)
- O que acontece com o brilho das lâmpadas do circuito 1 ao adicionarmos a lâmpada RL4, modelando o circuito 3? Ao adicionarmos a RL4 a lâmpada RL1 tem seu brilho diminuído assim como sua tensão e corrente. Já a RL2 tem um aumento no seu brilho e sua tensão e corrente também aumentam. A lâmpada RL3, assim como no caso anterior, não sofre alterações pelo fato de estar ligada em circuito paralelo. Já as lâmpadas RL1, RL2 e RL4 estão ligadas em série, ocasionando alterações nas tensões e correntes.
- 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? No caso do circuito 3, se as lâmpadas RL4 ou RL1 forem desconectadas o circuito continua funcionando gerando alteração de corrente e tensão. Nesse caso o brilho, tensão e corrente da RL3 não se altera e, para as outras duas lâmpadas, o brilho de uma aumenta e da outra diminui. Se a RL2 for desconectada ou queimar apenas a RL3 continua funcionando, interrompendo assim o circuito para RL1 e RL4. Se a RL3 for retirada do circuito as outras lâmpadas continuam em pleno funcionamento sem alteração de tensão e corrente.
- 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()
