Eletrica

Desenvolvimento Experimental

Fundamentação Teórica

2.1.1 Corrente Elétrica

Uma espira condutora isolada - estando ou não carregada - se encontra inteiramente sob o mesmo potencial. Nenhum campo elétrico pode existir dentro dela ou paralelo a sua superfície. Quando introduzimos uma bateria na espira condutora, ela não fica mais sob o mesmo potencial. Campos elétricos atuam no interior do material que constitui a espira, exercendo forças sobre os elétrons de condução e estabelecendo uma corrente depois de um curto espaço de tempo, o fluxo de elétrons alcança uma condição de estado estacionário. [1]

2.1.2 Diferença de Potencial

Para determinar a diferença de potencial entre dois pontos quaisquer num circuito, partimos de um ponto e percorremos o circuito até o outro ponto, seguindo qualquer caminho, somando algebricamente as variações de potencial que encontramos. [1]

2.1.3 Resistência

Determinamos a resistência de um condutor entre dois pontos quaisquer aplicando uma diferença de potencial V entre esses pontos e medindo a corrente e resultante. A resistência R é então:

R= V/i (1)

A unidade SI para a resistência é o Volt/ Ampere a essa combinação damos o nome de Ohm.[1]

Nos circuitos de corrente continua, o sentido da corrente não varia com o tempo. [3]

2.1.4 Associação de Resistores

Em muitos circuitos, um único resistor deve ser percorrido por uma corrente elétrica maior que a suportada, e nestes casos utiliza-se uma associação de resistores. Em outras aplicações vários resistores são ligados um em seguida do outro para obter o circuito desejado. Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência é chamada resistência equivalente. [2]

2.1.4.1 Resistores em série

Na associação em série todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica (ver figura 1). Os resistores são ligados um em seguida do outro, existindo apenas um caminho para a corrente elétrica. [2]

Figura 1 - Associacao em serie

Fonte: Halliday D.;Resnick R.; Walker J. (1996)

A diferença de potencial nos terminais dos resistores não precisa ser a mesma (exceto no caso especial em que todas as resistências sejam iguais). A diferença de potencial através da combinação inteira é a soma das diferenças de potencial através de cada elemento.

VT = V1 + V2 + V3 = i (R1 + R2 + R3) (2)

Assim a resistência equivalente Req é:

Req = R1 + R2 + R3 + … (3)

A resistência equivalente de qualquer número de resistores conectados em série é igual à soma das resistências individuais. [3]

2.1.4.2 Resistores em paralelo

Dizemos que uma combinação de resistências está em paralelo quando a diferença de potencial resultante através de cada uma das resistências é igual a diferença de potencial aplicada através da combinação (ver figura 2). [1]

Figura 2 - Associacao em paralelo

Fonte: Halliday D.; Resnick R.; Walker J. (1996)

Geralmente, a corrente é diferente em cada resistor, como a carga não pode se acumular nem ser extraída, a corrente total deve ser igual à soma das correntes que passam nos resistores.

1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +... (4)

Para qualquer número de resistores conectados em paralelo, o inverso da resistência equivalente é igual à soma dos inversos das resistências individuais. [3]

Na associação em paralelo, o valor da resistência equivalente é sempre menor que o valor de qualquer resistência dos resistores da associação. [2]

2.2 Materiais e Procedimento

2.2.1 Material utilizado:

- Voltímetro e amperímetro;

- Lâmpadas;

- Cabos de ligação.

Com o voltímetro foi medida a tensão da tomada utilizada nos experimentos que seguem: 121,7 V.

2.2.2 Associação de Resistores em Série

Com os cabos de ligação, foi feita uma ligação em série entre três lâmpadas com diferentes potências, mas de mesmo potencial elétrico (127 V), conforme a sequência:

L1 = 60 W;

L2 = 150 W;

L3 = 100W.

Depois de verificado pelo professor, o circuito foi ligado na tomada e foi analisada a luminosidade em cada lâmpada e medido o potencial elétrico em cada uma com o voltímetro em paralelo (ver figura 3). A intensidade da corrente também foi medida com o amperímetro em série, colocando-se as pontas de prova do amperímetro no pólo positivo e a outra na lâmpada L1, depois um na lâmpada L1 e outro na lâmpada L2 e assim por diante.

Figura 3 - Esquema do circuito em série

Fonte: Autoria Própria

O segundo passo foi trocar a lâmpada de 150 W de potência com potencial elétrico 127 V por uma lâmpada de 100 W de potência com um potencial elétrico de 220 V. Quando o circuito foi ligado, observou-se a luminosidade do novo circuito e medido o potencial com o voltímetro em paralelo (ver figura 4). A corrente também foi medida, com o amperímetro em série.

Figura 4 - Medindo a tensão do circuito em série

Fonte: Autoria Própria

2.2.3 Associação de Resistores em Paralelo

Com os cabos de ligação, foi feita uma ligação em paralelo entre três lâmpadas com diferentes potências, mas de mesmo potencial elétrico (127 V), conforme a sequência:

L1 = 60 W;

L2