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Laboratório de Circuitos, Resistores...

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INTRODUÇÃO AOS CIRCUITOS ELÉTRICOS

Laboratório 2 Resistores

Gabriel Ravani Ferreira Lima Turma 32B Abril de 2019

Sumário 1.

Introdução.........................................................................................................................3

2.

Objetivo..............................................................................................................................4

3.

Materiais utilizados.........................................................................................................4

4.

Procedimento experimental..........................................................................................5

5.

Resultados e discussões..............................................................................................6

6.

Conclusão.........................................................................................................................7

7.

Referências Bibliográficas............................................................................................7

1. Introdução Resistores são dispositivos elétricos que compõem circuitos com a finalidade básica de transformar energia em calor ou mudar o valor da ddp, isso ocorre por conta da diminuição da corrente elétrica devido à presença do equipamento. Um resistor é representado pela letra ‘R’ e graficamente pelos símbolos:

Figura1: Simbologia de resistores

Os resistores são muitos utilizados em aparelhos do nosso cotidiano e são de fundamental importância para o funcionamento destes. Um exemplo muito conhecido é o chuveiro elétrico, onde o resistor tem a função de transformar energia elétrica em energia térmica. O que diferencia uns resistores dos outros é o valor da resistência de cada um, para evitar erros e até mesmo dados em equipamentos, os resistores são classificados de acordo com o código de cores. Os resistores que compõem circuitos elétricos geralmente possuem quatro faixas coloridas, a função das cores é determinar o valor da resistência do resistor sem a necessidade de aparelhos de medida. As duas primeiras faixas de cores representam os dois primeiros algarismos do valor da resistência. A terceira faixa indica o número de zeros que tem o valor da resistência. A quarta faixa representa a tolerância ou incerteza da medida do valor do resistor. Sendo dourada, a incerteza de 5%, a prateada mostra que o resistor possui 10% de incerteza. Caso não exista a quarta faixa, a incerteza no valor da resistência é de 20%. A tabela abaixo indica o valor associado a cada possível cor das faixas de um resistor.

Figura 2: Tabela de códigos de cores

Em um circuito elétrico os resistores podem estar associados de duas maneiras diferentes, em série ou em paralelo. Na associação em série, deve haver um resistor seguido por outro, ou seja, sem a existência de nós entre eles, uma característica dessa associação é que a corrente que passa por todos os seus resistores é a mesma, mas a ddp entre eles é diferente.

Figura 3: Associação de resistores em série.

Para calcular a resistência equivalente quando resistores estão em série, basta fazer a soma algébrica de todos os resistores presentes no circuito:

Req=R 1+ R 2+ R 3+…+ Rn

(1)

Na associação em paralelo, os resistores são colocados uns sobre os outros de forma a serem submetidos pela mesma diferença de potencial, ou seja, ligados aos mesmos nós porém, a corrente elétrica que passa por eles são diferentes.

Figura 4: Associação de resistores em paralelo

Para calcular a resistência equivalente quando estão em paralelos, basta fazer a soma algébrica inversa de todos os resistores presentes no circuito:

1/ Req=1 / R 1 + 1 /R 2 +1 /R 3 +…+ 1 /Rn

(2)

Existem também em um mesmo circuito, resistores que podem ser encontrados em série e em paralelo. Denominamos associação mista de resistores toda associação que pode ser reduzida à associação em série e em paralelo.

2. Objetivo O objetivo desta prática é conhecer os tipos de resistores, bem como aprender sobre sua caracterização através do código de cores e também a aprender como medir os valores das resistências através de um multímetro.

3. Materiais utilizados   

Módulo XAM03A Fios de cabos para conexão Multímetro

4. Procedimento experimental 4.1 Análise dos valores de resistência Foi realizada a leitura do código de cores dos resistores do módulo XAM03A, e posteriormente comparados com os dados obtidos no multímetro. Resistor R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11

Valor obtido pelo código de cores (Ω) 4,6K 10K 4,6K 1 VARIAVEL 1K 1K 100K 100K 150K 2,2K

Valor obtido pelo multímetro (Ω)

Diferença (Ω)

4,58K 9,79K 4,57K 2,0 0-10K 1K 1K 99,4K 98,7K 148,2 2,17K

0,02K 0,21K 0,03K 1,0 10K 0K 0K 0,6K 2,3K 1,8K 0,03K

Tabela 1: Leitura dos resitores.

4.2 Circuitos em série No circuito resistivo “Series – 3” (três componentes em série), do módulo XAM03A, coloque todos os “jumpers” no circuito (conforme mostrado na Figura 2) e meça a resistência equivalente com o auxílio de um multímetro nos pontos “I” e “II”.

Figura 5: Circuito Serie 3

a) b)

Resistência equivalente (Calculada) = 19,2KΩ Resistência equivalente (Medida) = 18,9KΩ

4.3 Paralelo e misto Foi repitido o procedimento do experimento 2 com todos os outros circuitos do modulo XAM03A (Figura 3, “Parallel–2”, “Series–2”, “Parallel–3” e “Network”) e anotado os valores encontrados na Tabela 2.

Figura 6: Circuitos paralelo e série.

Valor medido (Ω)

Parallel-2 0,497K

Series-2 0 – 10,26K

Parallel-3 148,00

Network 2,16K

0,50K

0 – 11,00K

37,50K

2,20K

Valor calculado (Ω)

4.3 Obtenção das correntes No circuito “Series–2” (Figura 6), aplique uma tensão de 5V. Com um amperímetro em série (no lugar do “jumper”) medir a corrente máxima e mínima ajustando o trimpot. a) Quais são os valores de corrente máxima e mínima que passa pelo circuito? R: Para o intervalo 4,12KΩ e 9,60KΩ as correntes máxima e mínima são respectivamente 1,21mA e 0,52mA

b) Quais são os valores máximo e mínimo de potência dissipada? R: O valor da potência máxima dissipada, considerando a corrente de 1,21mA a qual foi encontrada com o potenciômetro em 4,12 KΩ é de 6,05 W. Já a potência mínima dissipada é de 2.6 W considerando uma corrente de 0,52mA com o potenciômetro com 9,6 KΩ de resistência.

5. Resultados e discussões 5.1 Questões 1)Conhecendo os valores de cada resistor do circuito “Parallel–2”, qual conclusão pode-se tirar com relação ao valor da resistência equivalente encontrada (experimento 2), quando comparada com os valores dos resistores R6 e R7 deste circuito? Resposta: A resistência equivalente encontrada nesse circuito foi de 0,5KΩ, o que é metade do valor dos resistores R6 e R7, tal valor encontrado é coerente uma vez que

para resistores de mesmo valor em paralelo usa-se a formula Req=R1.R2.Rn/ (R1+R2+Rn). 2)Faça esta mesma análise e comparação para o circuito “Parallel–3” e tire suas conclusões. Resposta: Para esse circuito não se aplica a formula usada no Parallel-2, pois, os resistores possuem valores diferentes dessa maneira temos de usar [1/Req=1/R1+1/R2+1/Rn], e o valor obtido geralmente é totalmente diferente do valor singular dos resistores e não possui padrão. 3) No circuito “Network”, com todos os “jumpers”, quais resistores estão em série com quais e quais estão em paralelo? Resposta: Ao ligar todos os jumpers os resistores R14 e (R12+R13) teoricamente ficariam em paralelo e depois o seu resultante ficaria em serie com o R11, no entanto, ao se ligar todos os jumpers cria-se um curto circuito que não permite a formação de resistências em paralelo e a única que pode ser levada em conta é a R11 4) No circuito “Network”, com os “jumpers” colocados, existe algum resistor em curtocircuito? Se sim, retire o “jumper” que é responsável pelo curto e meça a resistência equivalente do circuito. Compare com o valor da resistência equivalente encontrado antes do “jumper” ser retirado. Resposta: Sim, existe uma passagem de corrente por curto circuito acima do resistor R14, ao se tirar o jumper a nova resistência passa de 2,2KΩ para 3,14 KΩ 5) Existem outras situações que podem ser feitas no circuito “network” através dos “jumpers”. Defina uma situação e verifique os resultados teóricos e práticos. Resposta: Colocando apenas o jumper que liga os resistores R12 e R13, criamos um circuito com resistência equivalente em serie (R11+R12+R13), com valor igual a 16,8KΩ

6. Conclusão A prática descrita neste relatório foi de fundamental para assimilar e melhorar o aprendizado obtido por meio da teoria em sala de aula. Os cálculos efetuados se mostraram bem semelhantes aos dados por meio da medição através do multímetro, apesar de um resistor em específico o R4 deu um valor bem diferente com relação ao código de cores e a medição prática, mas acredito que a diferença seja por causa da bateria do multímetro estava baixa. Sendo assim, tivemos resultados bem satisfatório.

7. Referências Bibliográficas 

https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuitanalysis-topic/ee-resistor-circuits/a/ee-parallel-resistors Acesso em 30/03/2019



https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/associacao-resistoresparalelo.htm Acesso em 30/03/2019...