CIRCUITOS ELÉTRICOS 1 EXPERIÊNCIA 1 RESISTÊNCIA NOMINAL e MEDIDA, POTÊNCIA ELÉTRICA, CIRCUITO SÉRIE, CIRCUITO PARALELO E CIRCUITO MISTO Modificado A.Y.N. (2013/1º Semestre) DATA DA REALIZAÇÃO DA ATIVIDADE: GRUPO: Nome (responsável): Nome: Nome: LISTA DE MATERIAIS: • 1 protoboard • 1 fonte de alimentação • 1 multímetro • segmento de fio de telefone e/ou rede • resistores de diferentes valores nominais • alicates IMPORTANTE: Para medida de corrente, desligue a fonte de alimentação, abra o circuito, conecte os terminais do multímetro em série com o circuito e só então ligue novamente a fonte. 1. RESISTÊNCIAS NOMINAL E MEDIDA 1.1. Escolha 10 resistores quaisquer como valores nominais iguais; 1.2. Meça cada resistor e complete a Tabela 1.1; 1.3. Calcule o valore médio e desvio padrão do resistor e compare com o valor nominal e tolerância do resistor. Comente o resultado encontrado. Tabela 1.1 Valores nominal e medido do resistor. Resistor Valor Tolerância Valor nominal (%) medido ( ) ( ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2. POTÊNCIA ELÉTRICA 2.1. Antes de montar o circuito da Figura 2.1 no protoboard anote na Tabela 2.1 os valores nominal e a tolerância do resistor. Anote também o valor medido do resistor. Figura 2.1. Circuito 1. Tabela 2.1. Valores nominal e medido do resistor. ( ) Tolerância Valor nominal Valor medido 2.2. Em relação a Figura 2.1, varie a tensão da fonte de acordo com a Tabela 2.2. Usando o multímetro, anote APENAS as respectivas correntes (Iresistor) e tensões (Vresistor) no resistor. OBSERVAÇÃO 1: Para se medir corrente insira os terminais do multímetro em série no circuito. Para se medir a tensão, insira os terminais em paralelo com o componente. OBSERVAÇÃO 2: Os valores de I1(mA), P0(mW), P1(mW) e P2(mW) deverão ser calculados no item 2.6(a). Tabela 2.2. Variação da corrente, tensão e potência em relação a variação da tensão da fonte. V(V) Tensão nominal da fonte 0 1 2 Vresistor(V) Iresistor(mA) I1(mA) P0(mW) P1(mW) P2(mW) 2 4 8 2.3. Troque o resistor por 100 /5W. Repita o item 2.2, preenchendo a Tabela 2.3. OBSERVAÇÃO: Os valores de I1(mA), P0(mW), P1(mW) e P2(mW) deverão ser calculados no item 2.6(a). Tabela 2.3. Variação da corrente, tensão e potência em relação a variação da tensão da fonte. V(V) Tensão nominal da fonte 0 1 2 4 8 Vresistor(V) Iresistor(mA) I1(mA) P0(mW) P1(mW) P2(mW) 2.4. Antes de montar o circuito da Figura 2.2 no protoboard anote na Tabela 2.4 os valores medidos dos resistores. Figura 2.2. Circuito 2. 2.5. Meça a corrente (Iresistor) e a tensão (Vresistor) nos resistores anote na Tabela 2.4. OBSERVAÇÃO: Os valores de I1(mA), P0(mW), P1(mW) e P2(mW) deverão ser calculados no item 2.6(a). Tabela 2.4. Valores medidos do Circuito 2. Rnominal Rmedido Vresistor(V) Iresistor(mA) 100 /1W 100 /5W 3 I1(mA) P0(mW) P1(mW) P2(mW) 2.6. Exercícios: a) Preencha as Tabela 2.2, 2.3 e 2.4 calculando a corrente I1 (usando os valores medidos de tensão e resistência), a potência dissipada ideal P0 (usando a resistência e a tensão nominais), as potências dissipadas pelo resistor P1(usando Iresistor e resistência medida) e P2 (usando I1 e resistência medida). b) Para os itens 2.2 e 2.3, elabore os gráficos de (Iresistor x Vresistor), trace a reta média e calcule a tangente do ângulo ( tg ) formado entre o gráfico levantado e a abcissa (Iresistor). Qual é a relação entre ( tg ) e o circuito analisado? c) Para o item 2.2, trace as curvas de (P0 x I), (P1 x Iresistor) e (P2 x I1) no mesmo gráfico. O que aconteceu com as potências a medida que foi aumentada a corrente? OBSERVAÇÃO: “I” é dado pela relação entre a tensão nominal da fonte e o valor da resistência nominal. d) Com relação às experiências realizadas, qual dos resistores de 100 mais e por quê. aqueceu 3. CIRCUITO SÉRIE E CIRCUITO PARALELO CIRCUITO SÉRIE 3.1. Antes de montar o circuito da Figura 3.1 no protoboard meça individualmente os valores dos resistores e complete a Tabela 3.1. Após a montagem do circuito, complete a Tabela 3.2 com os valores equivalentes calculado (usando os valores nominais) e medido da associação em série dos resistores entre os terminais A e E. Figura 3.1. Associação em série de resistores. Tabela 3.1. Valores medidos dos resistores Rnominal ( ) Rmedido ( ) 220 470 1,2 k 820 Tabela 3.2. Valores equivalentes da associação em série dos resistores Valor calculado ( ) Valor medido 3.2. 3.2. ( ) Ajuste a fonte para 12 V e alimente o circuito em série conforme mostra a Figura Figura 3.2. Associação em série de resistores alimentado com 12V. 4 3.3. Meça as correntes em cada ponto do circuito (corrente se mede em série) e complete a Tabela 3.3. Tabela 3.3. Correntes no circuito. IA 3.4. IB IC ID IE Meça a tensão em cada resistor e anote os resultados na Tabela 3.4. Tabela 3.4. Tensão no resistores. Rnominal ( ) Rmedido ( ) Vmedido (V) 220 470 1,2 k 820 Já medido na Tabela 3.1. CIRCUITO PARALELO 3.5. Antes de montar o circuito da Figura 3.3 no protoboard meça individualmente os valores dos resistores e complete a Tabela 3.5. Após a montagem do circuito, complete a Tabela 3.6 com os valores equivalentes calculado (usando os valores nominais) e medido da associação em paralelo dos resistores entre os terminais A e B. Figura 3.3 Associação em paralelo de resistores Tabela 3.5. Valores medidos dos resistores Rnominal ( ) Rmedido ( ) 470 1,2 k 820 Tabela 3.6. Valores equivalentes da associação em paralelo dos resistores. Valor calculado ( ) Valor medido ( ) 3.6. Ajuste a fonte para 12 V e alimente o circuito em paralelo conforme mostra a Figura 3.4. 5 Figura 3.4. Associação em paralelo de resistores alimentado com 12V. 3.7. Meça as correntes em cada ponto do circuito (corrente se mede em série) e complete a Tabela 3.7. Tabela 3.7. Correntes no circuito. IA 3.8. IB IC ID IE Meça a tensão em cada resistor e anote os resultados na Tabela 3.8. Tabela 3.8. Tensão no resistores. Rnominal ( ) Rmedido ( ) Vmedido (V) 470 1,2 k 820 Já medido na Tabela 4.1. 3.9. Exercícios: a) Com relação às resistências equivalentes das Tabelas 3.2 e 3.6, compare os valores medidos com os calculados e explique as discrepâncias. b) No circuito da Figura 3.2, o que você observou quanto aos valores das correntes que você mediu? E quanto aos valores de tensões? c) No circuito da Figura 3.4, o que você observou quanto aos valores das correntes que você mediu? E quanto aos valores de tensões? 4. CIRCUITO MISTO 4.1. Antes de montar o circuito da Figura 4.1 no protoboard meça individualmente os valores dos resistores e complete a Tabela 4.1. Após a montagem do circuito, complete a Tabela 4.2 com os valores equivalentes calculado (usando os valores nominais) e medido da associação mista dos resistores entre os terminais A e D. Figura 4.1 Associação em paralelo de resistores 6 Tabela 4.1. Valores medidos dos resistores Rnominal( ) Rmedido ( ) 1,2 k 330 470 120 680 390 Tabela 4.2. Valores equivalentes da associação mista de resistores. Valor calculado ( ) Valor medido ( ) 4.2. Ajuste a fonte para 12 V e alimente o circuito misto anterior conforme mostra a Figura 4.2. Figura 4.2. Associação mista de resistores alimentado com 12V. 4.3. Meça as correntes em cada ponto do circuito (corrente se mede em série) e a tensão VAD e anote os resultados na Tabela 4.3 Tabela 4.3. Correntes no circuito. IA 4.4. IB IC ID VAD Meça a tensão em cada resistor e anote os resultados na Tabela 4.4. Tabela 4.4. Tensão no resistores. Rnominal( ) Rmedido ( ) V(V) 4.5. 1,2 k 330 470 120 680 Já medido na Tabela 4.1. 390 Exercícios a) Na Tabela 4.2, compare o valor calculado com o valor medido explicando a eventual discrepância. b) Para o circuito da Figura 4.2, verifique as relações que existem entre IA , IB , IC e ID. c) Para o circuito da Figura 4.2, compare a soma das tensões dos resistores de 330 ohms e 470 ohms com a dos resistores de 120 ohms e 680 ohms. Comente o resultado. 7