Aula Prática 5 Ligação Série e Paralelo, Lei de Ohm e Leis de Kirchhoff

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Aula Prática 5 – Ligação Série e Paralelo, Lei de Ohm e Leis de

Kirchhoff

Disciplinas:

Física III (DQF 06034)

Fundamentos de Física III (DQF 10079)

Depto Química e Física- CCA/UFES

Estratégia: Montagem e operação de circuitos elétricos visando ao estudo de leis fundamentais de análises de circuitos.

Sugestões:

• Fazer esquemas elétricos de cada configuração estudada.

• Trazer câmera fotográfica (não precisa ser de alta resolução) para registro de imagens que auxiliem na elaboração dos relatórios.

• Os grupos devem anotar suas observações que serão utilizadas na elaboração dos relatórios.

• Anotar as especificações técnicas dos equipamentos utilizados para cada função.

Equipamentos/Especificações Técnicas

• Multímetro Digital (2)

• Fonte de Tensão 6 Volts

• Placa de Montagem

• Cabos para conexões

• Lâmpadas 6 Volts

Cuidados Especiais

PESSOAL

• Risco de choque elétrico. EQUIPAMENTOS

• Ler atentamente as instruções nos manuais dos equipamentos e/ou seguir fielmente as instruções do Professor;

• Não alterar a posição da chave seletora dos multímetros com sinal aplicado nos seus terminais;

• Cuidado especial quando se utiliza o multímetro para medição de corrente ;

• Antes de ligá-los à rede elétrica verificar se o ajuste da tensão de alimentação de

equipamentos está correto (110 ou 220 Volts). Lembrar que o laboratório possui pontos de alimentação em ambas as tensões.

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Assuntos Estudados

Procedimentos

- Associação de lâmpadas em série e paralelo; Comportamento da tensão (V), corrente (I) e Potência (P=VI);

- Montagem e análise de diferentes circuitos elétricos, em configurações série e paralelo.

Cuidados Especiais

PESSOAL

• Risco de choque elétrico. EQUIPAMENTOS

• Ler atentamente as instruções nos manuais dos equipamentos e/ou seguir fielmente as instruções do Professor;

• Não alterar a posição da chave seletora dos multímetros com sinal aplicado nos seus terminais;

• Cuidado especial quando se utiliza o multímetro para medição de corrente ;

• Antes de ligá-los à rede elétrica verificar se o ajuste da tensão de alimentação de

equipamentos está correto (110 ou 220 Volts). Lembrar que o laboratório possui pontos de alimentação em ambas as tensões.

Procedimentos

Parte 1 – Associação de lâmpadas em paralelo.

1- Utilizando a base de montagem, montar circuito com três lâmpada, uma fonte de 6V, uma chave liga/desliga e os equipamentos de medida, conforme indicado abaixo. O multímetro deve ser ligado na

escala de 10A. Atente para o fato de poder usar o Amperímetro (A) como um substituto para o fio de conexão do circuito. Lembre-se os números e símbolos realmente são os mesmos da placa de

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Para auxiliar o entendimento e montagem, do circuito acima desenhe o mesmo no diagrama abaixo. Use como fonte o borne chamado de “conexão de fonte de tensão” ao lado da chave liga/desliga.

2 – Pegue o multímetro restante e selecione a faixa de 20V. Ligue os cabos do voltímetro nos terminais da fonte de alimentação do circuito. Ao final ligue a fonte e a chave liga/desliga. Tome as medidas de tensão e corrente.

Vf = (_______ + ______) V - Tensão da Fonte I = (_______ + ______) A – Corrente total;

3 – Desligue o circuito e mude o voltímetro para os terminais da Lâmpada “a” (LA) . Ligue a chave o faça a leitura. Repita esse procedimento para as demais lâmpadas. Ao final desligue a chave.

Va= (_______ + ______) V - Tensão na Lâmpada A Vb = (_______ + ______) V - Tensão na Lâmpada B Vc = (_______ + ______) V - Tensão na Lâmpada C Discuta se esse resultado condiz com o que é experado.

4 – Retire o voltímetro e altere a posição do amperímetro conforme a figura a seguir. Liguei o circuito e faça a medida da corrente na LA. Desligue a chave faça as alterações necessárias para tomar as medidas de corrente nas demais lâmpadas.

Ia= (_______ + ______) A - Corrente na Lâmpada A Ib = (_______ + ______) A - Corrente na Lâmpada B Ic = (_______ + ______) A - Corrente na Lâmpada C

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5 - Anote sua percepção quanto a luminosidade de cada lâmpada, quais iluminam mais e quais iluminam menos. Com o circuito desligado, retire o conector de uma das lâmpadas e religue o circuito e anote os resultados. Desligue o circuito ao final.

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6 – Calcule o valor da corrente somada das 3 lâmpadas. It = Ia + Ib + Ic = (_______ + ______) A

Discuta se esse resultado condiz com o que é esperado. 7 – Calcule as potências individuais de cada lâmpada. Pa= (_______ + ______) W - Potência da Lâmpada A Pb = (_______ + ______) W - Potência na Lâmpada B Pc = (_______ + ______) W - Potência na Lâmpada C

Esses valores são condizentes com o que foi observado no item 5, no que diz respeito a luminosidade das lâmpadas?

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8 - Some as potências individuais e obtenha a potência total do circuito. Pt= Pa + Pb+ Pc = (_______ + ______) W

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P = Vf x I = (_______ + ______) W

Discuta se esses resultados são condizentes com o esperado.

Parte 2 – Associação de lâmpadas em série.

1- Utilizando a base de montagem, montar circuito com três lâmpada, uma fonte de 6V, uma chave liga/desliga e os equipamentos de medida, conforme indicado abaixo. O multímetro deve ser ligado na escala de 10A. Atente para o fato de poder usar o Amperímetro (A) como um substituto para o fio de conexão do circuito. Lembre-se os números e símbolos realmente são os mesmos da placa de ensaios.

Para auxiliar o entendimento e montagem, do circuito acima desenhe o mesmo no diagrama abaixo. Use como fonte o borne chamado de “conexão de fonte de tensão” ao lado da chave liga/desliga.

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2 – Pegue o multímetro restante e selecione a faixa de 20V. Ligue os cabos do voltímetro nos terminais da fonte de alimentação do circuito. Ao final ligue a fonte e a chave liga/desliga. Tome as medidas de tensão e corrente.

Vf = (_______ + ______) V - Tensão da Fonte I = (_______ + ______) A – Corrente total;

3 – Desligue o circuito e mude o voltímetro para os terminais da Lâmpada “a” (LA) . Ligue a chave o faça a leitura. Repita esse procedimento para as demais lâmpadas. Ao final desligue a chave.

Va= (_______ + ______) V - Tensão na Lâmpada A Vb = (_______ + ______) V - Tensão na Lâmpada B Vc = (_______ + ______) V - Tensão na Lâmpada C 4 - Some as tensões medidas e compare com o valor da fonte; Vt = Va + Vb + Vc = (_______ + ______) V

Discuta se esse é ou não o resultado esperado.

5 - Anote sua percepção quanto a luminosidade de cada lâmpada, quais iluminam mais e quais iluminam menos. Com o circuito desligado, retire o conector de uma das lâmpadas e religue o circuito e anote os resultados. Desligue o circuito ao final.

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Intuitivamente esse resultado seria o esperado. 7 – Calcule as potências individuais de cada lâmpada. Pa= (_______ + ______) W - Potência da Lâmpada A Pb = (_______ + ______) W - Potência na Lâmpada B Pc = (_______ + ______) W - Potência na Lâmpada C

Esses valores são condizentes com o que foi observado no item 5, no que diz respeito a luminosidade das lâmpadas?

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8 - Some as potências individuais e obtenha a potência total do circuito. Pt= Pa + Pb+ Pc = (_______ + ______) W

Compare essa potência com a potência medida direto na fonte, para isso use os valores Vf e I do item 2. P = Vf x I = (_______ + ______) W

Discuta se esses resultados são condizentes com o esperado.

Parte 3 – Características nominais de ligação;

1 – Anote o valor da potência e tensão nominal de cada lâmpada do teto do laboratório.

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Elaboração do Relatório: Partes Constituintes

Objetivo: Identificação da razão de se realizar o experimento.

Teoria(s) envolvida(s) no Experimento: Resumo teórico, geralmente é advindo de um texto maior encontrado em livros de física. Este Resumo teórico pode ser associado ao objetivo, em um bloco maior chamado de Introdução.

Procedimento: Descrição precisa do que foi usado e como foi usado no experimento.

Análise ou Discussão: Apresentação dos dados medidos e dos principais resultados do experimento, com incertezas, o número correto de algarismos significativos e em notação científica. É nessa seção que se discute mais amplamente esses resultados apresentados.

Conclusão: Apresentar com clareza se o objetivo foi cumprido ou dar uma explicação satisfatória para o não cumprimento do objetivo.

Anexos: Cálculos intermediários e cálculos de escala devem estar presentes no anexo. Eventualmente os próprios gráficos podem estar nesta seção. Sempre que for necessário faça referência ao anexo durante a Análise, dessa forma evita-se fazer contas tediosas na Análise.

Pontos de discussão

a. Com base no que foi observado nos itens 5 de cada parte, o que pode ser dito a respeito da independência das cargas elétricas em circuitos em série e em paralelo.

b. De exemplos de equipamentos devem ser ligados em paralelo e equipamentos devem ser ligados em série.

c. Sintetize suas conclusões com relação às grandezas corrente, tensão e potência nas associações em paralelo e em série.

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e. Com base no modelo laboratorial das lâmpadas, estime o valor da corrente total do circuito de iluminação da sala do laboratório. Para isso use o valor da potência individual de cada lâmpada anotado no procedimento 3.

O relatório deve conter explicações objetivas e sucintas e seguir a estrutura sugerida.

Anexar fotos ou representações que facilitem o entendimento. Usar planilha eletrônica para facilitar a manipulação dos dados. Incluir especificações técnicas dos equipamentos utilizados.