Fisica Experimental B Experimento 3

Resumo

Conectou-se em um circuito de esquema desconhecido 7 lâmpadas. Para o mesmo conjunto de sete lâmpadas havia duas possibilidades de circuito (chave em A ou B). Para cada uma das opções de chave, foi medido a corrente e a tensão para o conjunto ligado e para cada lâmpada. Através dos dados obtidos e das leis de Kirchhoff , foi possível que se descobrisse o modo que as lâmpadas estavam arranjadas no circuito, em série ou paralelo.

Objetivo

Descobrir o esquema de ligação de um circuito elétrico contendo 7 lâmpadas oculto dentro de uma caixa preta através de medidas de corrente e tensão e das Leis de Kirchhoff.

Fundamentos teóricos

Na associação de dois resistores em série, ligados a uma fonte de tensão elétrica, a corrente elétrica que passa por eles é a mesma:

I0 = V0 / (R1 + R2)

E a tensão elétrica em cada um deles:

V1 = R1 . I0

V2 = R2 . I0

Pela Lei das Tensões de Kirchhoff:

V0 = V1 + V2

Na associação de dois resistores em paralelo, ligados a uma fonte de tensão elétrica, tem-se a mesma tem-se a mesma tensão elétrica em cada um deles e a corrente elétrica que passa por eles é dada por:

I1 = V0 / R1

I2 = V0 / R2

Pela Lei das Correntes de Kirchhoff:

I0 = I1 + I2

Materiais utilizados

Caixa Preta (Nº. 6) com Circuito Elétrico Oculto;

Fonte de Alimentação DC Schroff T14 U 30.1;

7 Lâmpadas de 6 V;

Multímetros Goldstar DM-311 e DM-314.

Procedimento experimental

a. Conectou-se a entrada para tensão da caixa preta contendo o circuito elétrico de 7 lâmpadas à fonte de tensão elétrica contínua ajustada para 6 V;

b. Selecionou-se, através da chave seletora na caixa preta, a posição (circuito) B; posteriormente, A;

c. Encaixou-se os conectores “ponte” acima de cada lâmpada, a fim de fechar o circuito elétrico;

d. Utilizou-se o amperímetro nos lugares destinados às “pontes” quando da medição das correntes em cada uma das lâmpadas;

e. Utilizou-se o voltímetro diretamente nos terminais do soquete das lâmpadas quando da medição das tensões em cada uma das lâmpadas;

f. Foi montada uma tabela contendo tensão e corrente elétricas em cada uma das 7 lâmpadas, corrente total do circuito e a tensão de alimentação do circuito;

g. Foram retirados os conectores “ponte” um a um e anotadas as reações para com as demais lâmpadas em cada fase do processo.

Apresentação dos resultados

Para o circuito montado na apostila, em “Fundamentos Teóricos”, foram feitos os cálculos das voltagens pedidas, de acordo com cada situação simulada, e obtido os seguintes resultados:

a) V1 = V0 / 3

V2 = V0 / 3

V3 = V0 / 3

b) V1 = 0

V2 = V0 / 2

V3 = V0 / 2

c) V1 = V0 / 2

V2 = 0

V3 = V0 / 2

d) V1 = 0 V

V2 = 0 V

V3 = 0 V

Para a chave em B foram foi obtido a voltagem e a corrente para cada lâmpada, como mostrado abaixo:

Chave em B

Lâmpada V (V) Erro I (mA) Erro

L1 4,42 0,03 141,3 0,7

L2 2,88 0,02 106,2 0,5

L3 1,50 0,02 67,0 0,3

L4 5,92 0,04 75,4 0,4

L5 1,50 0,02 74,3 0,4

L6 3,02 0,03 103,6 0,5

L7 5,90 0,04 167,9 0,8

Mediu-se a corrente e a voltagem total do circuito com a chave em B, obendo-se os seguintes resultados:

Corrente Total (A) 0,39 0,01

Tensão Total (V) 5,91 0,04

Para a chave em A, também mediu-se a corrente e a voltagem para cada lâmpada do circuito. Os resultados obtidos encontram-se na tabela abaixo.

Chave em A

Lâmpada V (V) Erro I (mA) Erro

L1 1,79 0,02 85,7 0,4

L2 0,93 0,01 53,6 0,3

L3 3,92 0,03 116,9 0,6

L4 1,77 0,02 90,5 0,5

L5 3,92 0,03 111,5 0,6

L6 0,85 0,01 52,0 0,3

L7 5,71 0,04 161,5 0,8

A corrente e a voltagem total do circuito para a chave em A é apresentada abaixo:

Corrente Total (A) 0,39 0,01

Tensão Total (V) 5,84 0,04

Para a chave em B, foi medido a corrente e a voltagem de cada lâmpada quando um lâmpada era retirada do circuito, com a finalidade de averiguar o influência da lâmpada neste circuito. Foram obtidos os seguintes dados:

Chave em B

Valores Lâmpada Desconectada

observados L7 Erro L6 Erro L5 Erro L4 Erro L3 Erro L2 Erro L1 Erro

L1 I (mA) 140,5 0,7 141,0 0,7 103,9 0,5 138,8 0,7 106,9 0,5 135,7 0,7 0 0,01

V