Uso de Amperimetros e Voltimetros no Estudo de Elementos Lineares e Não-Lineares

                

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO[pic 1]

COLEGIADO DE ENGENHARIA CIVIL

DANILO JOSÉ DA SILVA SOUZA

Docente: Télio Nobre Leite

RELATÓRIO: Física Experimental III

PRÁTICA 1: USO DE AMPERIMETROS E VOLTÍMETROS NO ESTUDO DE ELEMENTOS LINEARES E NÃO-LINEARES: Curva Corrente versus Tensão

JUAZEIRO –BA

FEVEREIRO 2022

INTRODUÇÃO

TINKERCAD é uma ferramenta online para projetar modelos CAD 3D e simular circuitos elétricos analógicos e digitais, desenvolvida pela Autodesk. É uma plataforma gratuita e de fácil utilização, e por isso servirá de ambiente para os circuitos da disciplina de física experimental III.

A ferramenta possui a simulação de circuitos analógicos e digitais, com uma ampla gama de componentes (resistores, capacitores, indutores, chaves, botões, potenciômetros, circuitos integrados, breadboard, multímetros, gerador de funções, osciloscópio, etc.), para que possamos montar nossos circuitos elétricos.

1. OBJETIVOS

Esta experiência teve como objetivo analisar o princípio de funcionamento de amperímetros e voltímetros. Foi utilizado a plataforma virtual TINKERCAD para análise de circuitos, utilizando equipamentos como resistores e LED, de tal forma que pudéssemos analisar e determinar os elementos lineares e os não lineares, bem como entender melhor a lei de Ohm.

 

2. EMBASAMENTO TEÓRICO

        Como todos sabemos, cada corpo geralmente oferece mais ou menos dificuldade para a passagem da eletricidade. Essa característica está diretamente relacionada ao tipo de equipamento elétrico. Portanto, a característica do condutor relevante para este caso é a resistência (R).

        A resistência de um condutor pode ser determinada pela seguinte equação: V=Ri, conhecida como Lei de Ohm, onde (V) é a diferença de potencial através dele e (i) é a intensidade da corrente. Neste problema, queremos definir o comportamento dos elementos resistivos, detectando variações de tensão e corrente através das curvas desenhadas no gráfico, caracterizando-os como lineares e não lineares. Para isso, um amperímetro é montado em série para traçar a corrente que circula em um determinado circuito e requer resistência zero para que, quando integrado ao circuito, não altere a resistência equivalente no circuito.Em contrapartida, o voltímetro é montado em paralelo com intuito de medir a diferença de potencial mostrada no equipamento.

3. METODOLOGIA

3.1 – Materiais utilizados

Na prática realizada foram necessários os seguintes materiais:

• Placa de prototipação;
• Uma fonte de alimentação;
• Multímetros;
• 2 resistores;
• Fios e conectores.
• LED

3.2 – Montagem Experimental

                  3.2.1 PARTE 1

O procedimento consiste em montar na plataforma TINKERCAD o circuito, como mostrado a figura 1, o qual consta de uma fonte, 2 multímetros, resistor, fio e a placa de prototipação necessárias às ligações.  

[pic 2]

Figura 1: Esquema de ligação do circuito com resistor.

i. Passo 1:

A primeira etapa consistiu em verificar o funcionamento por meio da Lei de Ohm V=Ri. Foi preciso escolher um 1 resistor com valores dentro do intervalo de 200 Ω < R < 2 kΩ. Ao utilizar um resistor de R= 1,5kΩ e adotar uma tensão de 4V na fonte, temos uma corrente de i= 0,002667A, ou seja, i= 2,26 mA, o que pode ser visto na figura 2: 

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Figura 2: Teste de funcionamento. Modelo de simulação TinkerCAD.

[pic 3]

Fonte: Autor, 2022.

ii. Passso 2:

Usamos dois multímetros funcionando como voltímetro e amperímetro, com intuito de caracterizar os elementos resistivos. O voltímetro deve ser conectado paralelamente ao elemento sob teste, enquanto que o amperímetro colocado em série ao circuito e todos os dois foram ligados diretamente da fonte, como indicado na Figuras 3:

Figura 3: Circuito montado. Modelo de simulação TinkerCAD.

[pic 4]

 

   

Fonte: Autor, 2022.

iii. Passo 3:

Nesse momento foram feitas 5 (cinco) medições variando o valor da tensão para o primeiro resistor (R1), que definido como 1,5kΩ. Assim, foi possível obter os valores de corrente para preencher a tabela.

iv. Passo 4:

Nesse momento foram feitas mais 5 (cinco) medições para o segundo resistor (R2) definido com 300Ω, variando o valor da tensão, para também obter os valores de corrente elétrica que passa pelo circuito. O que podemos perceber na figura 4.

Figura 4: Circuito montado. Modelo de simulação TinkerCAD.

[pic 5]

   

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Fonte: Autor, 2022.

Optou-se por definir um resistor bem diferente do primeiro para que a análise fosse mais abrangente.

        3.2.1 PARTE 2

i. Passo 1:

Nesta etapa foi montado o circuito somente com o LED e feito variações na tensão de entra da na fonte. Além disso, foi invertido o polo para analisar o comportamento do circuito e dos valores.

ii. Passo 2:

Nesta etapa foi montado um circuito com um dispositivo de Luz (LED) e resistor e foi seguido o mesmo procedimento anterior, entretanto, de acordo com circuito mostrado na figura 5 e 6: