Propriedades da ponte Wheatstone

Resumo – No laboratório de eletricidade foi realizado em grupo um experimento com o objetivo de observar as propriedades dos circuitos básicos para a divisão de tensão e corrente, e também com a intenção de verificar as propriedades da Ponte Wheatstone. A princípio, verificou-se os resistores, o valor nominal através da tabela de cores e o valor medido através do multímetro, após todos os dados obtidos foi então calculado a diferença percentual. Durante o experimento pôde ser observado então os resultados da prática realizada.

Palavras-chave: Divisores de tensão, Divisores de corrente, Lei de Kirchoff

I. INTRODUÇÃO

Para o desenvolvimento desta experiência foram de grande importância à revisão de alguns conceitos teóricos, para uma melhor compreensão e melhor funcionamento da experiência. A solução de circuitos, ou partes deles, pode ser simplificada por meio da aplicação de técnicas conhecidas como divisor de tensão e divisor de corrente, as quais foram tomadas conhecimento na aula. As regras de aplicação dos divisores são obtidas a partir das regras de associação série e paralela de resistores também vistas, as quais por sua vez derivam diretamente das Leis de Kirchhoff.

A regra do divisor de tensão se aplica a componentes (resistores) conectados em série, como no caso de um dos circuitos utilizados na experiência, e destina-se a determinar a tensão sobre cada componente individual. Já para o divisor de corrente ao caso de resistências em série, a regra do divisor de corrente se aplica a componentes (resistores) conectados em paralelo, como no caso de um circuito utilizado na experiência e destina-se a determinar a corrente circulando cada componente individual. Geralmente as resistências são expressas em ohms, sendo, portanto útil expressar-se as últimas equações em termos das resistências, ao invés de condutâncias.

II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

No divisor de Tensão, a regra do divisor de tensão se aplica a componentes (resistores) conectados em série, como no caso do circuito mostrado na Figura 1a, e destina-se a determinar a tensão sobre cada componente individual. A resistência equivalente para os terminais x-y, sendo dada pela relação: Re = (R1 + R2 +... + Rn). A corrente em todos os componentes é a mesma, sendo dada pela equação:

Desta forma, a tensão sobre cada resistor será dada pelas seguintes equações:

As equações anteriores permitem determinar diretamente a tensão sobre cada resistor a partir da tensão aplicada aos terminais x-y. A regra geral é: a tensão sobre cada componente é a tensão aplicada aos terminais de entrada multiplicada pela resistência e dividida pela soma das resistências dos componentes. Ao aplicar-se a regra é fundamental atentar que as polaridades das tensões e sentidos das correntes sobre os componentes.

No divisor de Corrente, analogamente ao caso de resistências em série, a regra do divisor de corrente se aplica a componentes (resistores) conectados em paralelo, e destina-se a determinar a corrente circulando cada componente individual. A condutância equivalente para os terminais x-y, sendo dada pela relação:

A tensão em todos os componentes é a mesma, sendo determinada pela equação:

Desta forma, a corrente em cada um dos resistores será dada pelas seguintes equações:

As equações anteriores permitem, assim, determinar diretamente a corrente em cada resistor a partir da corrente total que entra pelos terminais x-y. A regra geral pode ser expressa da seguinte forma: a corrente em cada componente é a corrente de entrada multiplicada pela condutância e dividido pela soma das condutâncias dos componentes. Ao aplicar-se a regra é fundamental atentar que as polaridades das tensões e sentidos das correntes sobre os componentes. Geralmente as resistências são expressas em ohms, sendo, portanto útil expressar-se as últimas equações em termos das resistências, ao invés de condutâncias. Utilizando-se a relação entre condutâncias e resistências, obtém-se para o divisor de corrente a seguinte expressão:

Expressões bastante úteis também podem ainda ser obtidas para o caso de apenas dois resistores em paralelo:

Das últimas duas equações obtém-se finalmente para o caso de dois resistores:

IV - LISTA DE MATERIAL E EQUIPAMENTO

o Fonte de Tensão

o Multímetro

o Proto-board

o 8 Resistores

V - PROCEDIMENTO

• Propriedades da divisão de corrente:

o Desenvolveram-se, com base no circuito dado as equações para as correntes I1 e I2.

o Considerando-se que os valores dos resistores são: R1= 4,7 R2=2,2 e R3= 4,7. E assim calcularam-se os valores das correntes I1 e I3.

o Montou-se