Introdução Aos Circuitos De Corrente Contínua

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9 Sumário 1- Objetivo 1 2- Resumo 1 3- Materiais Utilizados 1 4- Fundamentos Teóricos 2 5- Descrição da Prática 4 6- Medidas Efetuadas 6 7- Apresentação dos Resultados 7 8- Conclusão 8 9- Referências 9 Objetivo Conhecer as normas de utilização do laboratório em relação à segurança e organização. Trabalhar com capacitores, resistores e divisores de tensão corrente. Resumo O experimento foi feito em duas etapas: na primeira foi medido a resistência de sete resistores e a capacitância de sete capacitores que estavam dispostos na bancada. Na segunda etapa montou-se os circuitos que estavam no roteiro, a fim de medir as tensões nos resistores e correntes nos ramos. Materiais Utilizados - Protoboard - Multimetro Digital - 7 resistores - 7 capacitores - Fios conectores - Tabela de código de cores para valores de resistência - Cabo banana-jacaré - Fonte de tensão DC regulável Fundamentos Teóricos 4.1 – Bipolo Elétrico Por definição, bipolo elétrico é um dispositivo com dois terminais pelos quais circula corrente elétrica e se faz iteração com o exterior, em qualquer instante, a corrente que entra é a mesma que sai. Embaixo tem a representação de bipolos elétricos: Figura 1 - Representação de bipolos eletricos - receptor e gerador 4.2- Elementos Básicos Ideais de Circuitos Elétricos - Fonte de Tensão É um bipolo que mantem a tensão nos terminais constante. - Fonte de Corrente É um bipolo que fornece a mesma corrente em seus terminais em todo tempo. - Resistor É um bipolo no qual as fontes de tensão e corrente são lineares: vt=R*i(t) [1] - Indutor É um bipolo receptor, que obedece a equação: it=C*dv(t)dt onde C é a capacitância medida em farad (F) No capacitor só há corrente se a tensão estiver variando no tempo, sua função é armazenar carga elétrica. 4.3 – Leis de Kirchhoff - Primeira lei de Kirchhoff - Lei dos Nós Essa lei define que em qualquer nó, a soma das correntes que o deixam é igual à soma das correntes que chegam a ele. Essa lei é consequência da conservação da carga total existente no circuito. Segundo essa lei, não há acumulação de cargas nos nós. - Segunda lei de Kirchhoff - Lei das Malhas Essa lei define que a soma algébrica das forças eletromotrizes (f.e.m) em qualquer malha é igual a soma algébrica das quedas de potencial ou dos produtos i*R da malha. 4.4 – Lei de Ohm Generalizada A lei de ohm determina que a corrente passando por um bipolo é diretamente proporcional à diferença de potencial entre os polos. Essa lei é aplicada aos bipolos do sistema. Sua fórmula geral é: vt=R*i(t) Convenciona-se que v será positivo caso a corrente esteja passando do polo negativo para o polo positivo e v será negativo no caso contrário. A aplicação da lei de ohm fornece r equações linearmente independentes, onde r é o número de resistores. Descrição da Prática 5.1 – Reconhecimentos de Componentes Nessa parte foi realizado a leitura de cores dos resistores que estavam dispostos na bancada, eram sete resistores, sendo quatro de carbono, dois de metal filme e um de fio. Anotado os valores de resistência a partir da tabela de cores, medimos com o ohmímetro digital, para fazer a comparação dos resultados. Figura 2 - Tabela de Cores de Resistores Similarmente foi feito com os sete capacitores, sendo dois de cerâmica, um eletrolítico radial e um axial, dois de poliéster e um de tântalo. Onde lia-se o valor escrito no capacitor e depois medimos com o multímetro para comparar os resultados obtidos. 5.2 – Circuito divisor de tensão e circuito divisor de corrente Para o divisor de tensão, foi montado um circuito com a fonte de tensão e três resistores, como na figura abaixo: Figura 3 - Circuito Divisor de tensão Foi medido a tensão do resistor R1, e a tensão v2 no terminal dos resistores R2 e R3. Para o divisor de corrente, foi montado um circuito da seguinte maneira: Figura 4 - Circuito Divisor de Corrente Foi medida as correntes i1,i2, i3 e i4 com o amperímetro. Medidas Efetuadas Para conferir os valores medidos em laboratório aos valores teóricos, é utilizado a teoria das leis de Kirchhoff e de Ohm. Para verificar o erro e comparar com os valores medidos, foi aplicada a seguinte fórmula: E=Vteorico-VexperimentalVteórico×100 Para o circuito divisor de tensão: Descobrindo o valor de is: 10-1000is-600is=0 is=0,0625 A Aplicando a equação [1] para descobrir V1 e V2: V1=0,0625×1K V1=6,25 V Req=1K×1K51K+1K5=600 ohm V2=0,0625×600=3,75 V Para o circuito divisor de corrente, usamos lei das malhas e dos nós. Apresentação dos Resultados Aqui estão apresentadas as tabelas referentes as medições e cálculos feitos no laboratório. Tabela 1 – Leitura de codigo dos resistores Resistor Leitura das cores Valor Nominal(Ω) Valor com ohmimetro(Ω) Erro Percentual 1- Carbono Marrom/Verde/Marrom/Dourado 15X102± 5% 1,497 kΩ 0,2% 2-Carbono Marrom/Preto/Vermelho/Dourado 10x102 ± 5% 0,9828 kΩ 1,75% 3-Carbono Marrom/Verde/Marrom/Dourado 15x10 ± 5% 0,149kΩ 0,67% 4-Carbono Vermelho/Vermelho/Vermelho/Dourado 22x102± 5% 2,176kΩ 1,1% 5-Metal filme Amarelo/Branco/Branco/Preto/Marrom 499x1± 5% 0,501kΩ 0,39% 6-Metal filme Vermelho/Preto/Preto/Marrom/Marrom 200x10± 5% 1,995kΩ 0,25% 7-Fio Verde 10x1000± 5% 9,97kΩ 0,3% Tabela 2 – Leitura de capacitores Capacitor Leitura-Codigo Leitura-ponte RLC Erro Percentual 1-Cerâmica 562 k-56x102 pF 5,79 nF 3,28% 2-Cerâmica .0065 k-6,5 nF 6,66 nF 2,4% 3-Eletrolítico axial 22 µF 26,40µF 22% 4-Eletrolítico Radial 100 µF 95,9 µF 4,1% 5-Poliéster 152 G 1,46 nF 6-Poliéster 100 µF 103,1 nF 7-Tântalo 10µF 11,1 µF 9,9% Tabela 3 – Circuito Divisor de Tensão Tensões Valor Teórico Valor Prático Erro Percentual V1 6,25 V 6,26 V 0,15% V2 3,75 V 3,74 V 0,26% Tabela 4 – Circuito Divisor de Corrente Correntes Valor Teórico Valor Prático Erro Percentual is 8,8451 mA 8,88 mA 0,39% I1 7,6993 mA 7,65 mA 0,64% I2 1,1458 mA 1,14 mA 0,5% I3 0,6935 mA 0,69 mA 0,5% I4 0,4523 mA 0,45 mA 0,5% Conclusão O experimento foi importante para a familiarização com os instrumentos do laboratório, bem como as normas de utilização e segurança, além de trabalharmos com resistores e capacitores, e montagem de circuitos. Pode-se notar que os valores de resistência e capacitância visto na tabela de código de cores e os valores medidos nominalmente com o multímetro foram bem parecidos (pequeno erro percentual), assim como os valores das tensões teóricos e práticos no divisor de tensões e das correntes teóricas práticas no divisor de correntes também tiveram um erro percentual bem pequeno, daí conclui-se que o experimento foi bem coerente. Referências [1] NILSON, J.W.; RIEDEL, S.A. Circuitos Elétricos. 8ª ed. São Paulo: Pearson-Prentice Hall, 2009, 576p. [2] OLIVEIRA, S.A., Apostila Corrente Contínua.