UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS

CURSO DE ENGENHARIA ELTRICA

Linneker de Melo Rodrigues

ROTEIRO DE PRTICA 1:

INTRODUO AO LABORATRIO DE ELETROMAGNETISMO:

Circuito com Associao de Lmpadas Incandescentes em Srie e Paralelo

Palmas

2012

1. Introduo

Esse relatrio apreseta um experimento que consiste de um circuito eletrnico

alimentado por uma fonte de corrente contnua DC de 6V, acionando 3 lmpadas

incandescentes, duas de 2W e uma de 3W, sendo associadas por duas formas diferentes: srie

e paralelo. Para cada associao sero analisadas as grandezas presentes no experimento

utilizando as leis de Ohm para se obter a comparao dos dados.

2. Objetivos

O objetivo deste relatrio comparar os valores tericos com os experimentais

referentes a resistncia eltrica das lmpadas ligadas em srie e paralelo. Para isso ser feita

uma medio de tenso e corrente utilizando o multmetro, e com os valores obtidos calcular a

resitncia eltrica das lmpadas atravs da definio de resistncia dada pela lei de Ohm. E

por ultimo ser medido a resistncia das lmpadas com o multmetro, para se realizar a

comparao dos dados.

3. Materiais e Mtodos

O material utilizado para realizao do experimento foi:

Placa de ensaio - AZEHEB

Multmetro digital

Fios condutores

Fonte de alimentao DC ~ 6V

2 lmpadas de 2W

1 lmpada de 3 W

Para uma correta medio, foi alertado aos componentes do grupo presentes na

bancada sobre a disposio do multmetro para se obter tenso e corrente, de forma que, para

se medir tenso as pontas de prova do multimetro foram conectadas em paralelo com os

terminais de cada lmpada. J para se medir corrente, a ligao foi feita em srie com o

dispositivo a ser medido. Foi importante atentar-se para utilizao correta das escalas de

medidas do multimetro, pois caso o equipamento fosse conectado de forma inadequada,

poderia ser danificado.

4. Procedimentos

4.1 Lmpadas Associadas em Paralelo (Anexo 1)

Inicialmente, as lmpadas de 2W foram inseridas nos conectores A e B, e a lmpada de

3W no conector C. Em seguida, foram conectados os fios condutores na placa de ensaio, de

forma que o circuito ficasse associado em paralelo. Por fim interligamos a fonte de 6V ao

circuito, sendo o mesmo seccionado por uma chave. A figura 01 mostra a forma de ligao do

circuito.

Fig. 01

Aps as conexes feitas, o circuito foi ligado atravs da chave, provocando o

acionamento das lmpadas, que consequentemente obtiveram um brilho semelhante. Em

seguida realizamos a medio de tenso e corrente em cada lmpada.

Para se medir a tenso com o multimetro Minipa ET-1002, foi ajustado o seletor de

forma que, neste caso, ficou posicionado na escala DC em 20V, pois a fonte de alimentao

era apenas de 6V. O terminal de cor preta do multimetro foi conectado na entrada COM, e o

terminal de cor vermelha conectado na entrada V /mA/ , e posteriormente suas pontas de

prova conectadas nos terminais da lmpada. Lembrando que no experimento foi medido uma

lmpada por vez.

Para a medio da corrente, foi preciso desligar o circuito atravs da chave para que se

pudesse colocar o multmetro em srie com cada lmpada. Tambm foi mudado o cabo do

multmetro da entrada V /mA/ para a entrada 10A. Em seguida foi ligado novamente, sendo

observado uma lmpada por vez.

Fig. 02

De acordo com as medies descritas acima, se obteve os seguintes dados:

Lmpada L1 - 2W Lmpada L2 - 2W Lmpada L3 - 3W

Tenso (V) 5,84 5,83 5,83

Corrente (A) 0,30 0,29 0,46

Tabela 1. Dados circuito em paralelo

Segundo a definio, a resistncia diretamente proporcional a tenso aplicada e

inversamente proporcional a corrente.

V=R . I R=

V

I (1)

Fig. 03 Definio de R

Fonte: HALLIDAY, 1995.

Conforme a equao (1), em que V dado em volts, I em ampre e R em ohms,

calculamos os valores das resistncias que so apresentados na tabela 2.

Lmpada 2W Lmpada 2W Lmpada 3W

Resistncia()

(Lei de ohm) 19,47 20,1 12,67

Tabela 2. Calculo das Resistncias

4.2 Lmpadas Associadas em Srie (Anexo 2)

No circuito 2, foi feito o mesmo procedimento do que no circuito anterior, s que

agora as lmpadas foram associadas em srie, conforme a figura 04.

Fig. 04

No

tou-se que,

com estre

tipo de ligao, as lmpadas apresentaram uma luminosidade diferente entre cada uma delas

(motivo ser explicado posteriormente). A seguir, a tabela apresenta os dados obtidos.

Lmpada L1 - 2W Lmpada L2 - 2W Lmpada L3 - 3W

Tenso (V) 2,32 2,57 1,06

Corrente (A) 0,17 0,17 0,17

Tabela 3. Dados circuito em srie

No foi feita medio de corrente em todos os pontos, pois em um circuito em srie,

teoricamente o valor da corrente deve ser o mesmo.

Utilizando novamente a lei de Ohm, temos os seguintes valores das resistncias:

Lmpada 2W Lmpada 2W Lmpada 3W

Resistncia ()

(Lei de ohm) 13,64 15,11 6,24

Tabela 4. Calculo das Resistncias

4.3 Medio da Resistncia no multimetro

Aps todo o procedimento com os circuitos paralelo e em srie, foi realizado a

medio da resistncia com o multmetro de duas maneiras. A primeira com as lmpadas

conectadas na placa de ensaio, e a segunda a medio foi feita direto na lmpada. Foi obtido

os seguintes resultados:

Lmpada 2W Lmpada 2W Lmpada 3W

Resistncia ()

calculada na placa 2,2 6,4 1,5

Resistncia ()

calculada direto na

lmpada

2,2 7,1 1,4

Tabela 5. Calculo das Resistncias no multimetro

5. Discusso e concluso

No circuito em paralelo, conforme a tabela 1, percebe-se que as lmpadas apresentam

uma tenso um pouco inferior a 6V, isso deve-se porque a fonte de tenso no uma fonte

ideal, existem perdas internas (dissipao em forma de calor), e tambm no prprio fio

condutor acontece essa queda de tenso. Podendo ser observado na lmpada L1 que por estar

mais prxima da fonte apresenta um nvel de tenso um pouco maior que as demais. Tambm

deve ser considerado que essa diferena possa ser dada pela impreciso do equipamento de

medio, no caso, o multmetro. Foi observado que a lmpada L3 apresentou um brilho maior

que as demais, pois ela possui maior potncia em relao a L1 e L2. Isso ficou comprovado

quando se observa os dados da tabela pois, de acordo com a Lei de Kirchhoff, no circuito em

paralelo as correntes se dividem, sendo que o somatrio das correntes que entram em um n

igual ao somatrio das correntes que saem, com isso temos que a lmpada de maior potncia

consequentemente ser percorrida por uma corrente de maior intensidade, o que foi

comprovado em experimento.

No circuito em srie, observou-se que o brilho da lmpada L3 foi inferior ao da L2 e

consequentemente inferior ao da lmpada L1. Isso deve-se a queda de tenso em cada

lmpada, fazendo com que na lmpada L3 a tenso que chega seja bem inferior aos 6V

iniciais. Com isso, a lmpada L3 quase no emite luz. A tabela 3, tambm comprova os

valores para a lei de Kirchhoff das tenses, onde o somatrio das quedas de tenses

aproximadamente igual a tenso da fonte.

Por fim, ao se medir a resistncia direto na lmpada, observou-se um valor muito

inferior ao calculado quando o circuito era percorrido por uma corrente eltrica, pois a mesma

ao percorrer o filamento da lmpada, ocasiona o efeito joule, transformando a energia

fornecida em calor. Esse calor absorvido suficiente para elevar a temperatura do filamento

da lmpada, provocando um aumento consideravel em sua resistncia. Isso pode ser explicado

atravs da segunda lei de Ohm:

R= .l

A (2)

Figura 05 Segunda Lei de Ohm

Fonte: HALLIDAY, 1995

Onde l o comprimento dado em metros, e A a rea de seco dada em m. Com

relao a resistividade , dada em .m , ela pode ser aumentada com a elevao da

temperatura do material. Isso visto na equao abaixo.

0=0 .(T T 0) (3)

Figura 06 Equao da resistividade

Fonte: HALLIDAY, 1995

No qual T 0= 293K uma temperatura de referncia e 0 a resistividade a essa

temperatura. J o coeficiente de temperatura de da resistividade. No caso do

tungstnio que o material do filamento da lmpada, vale 4,5.10 3K

1

.

Com isso, pode-se concluir que os experimentos prticos nem sempre seguem o

modelo ideal visto nas teorias, que no caso foi a diferena da resistncia calculada e a

medida. Entretanto todo esse embasamento terico fundamental para a realizao do

experimento. Ao final do experimento, percebe-se a grande importncia de atentar-se para

os fatores que, de forma significativa, alteram o resultado.

Questes:

1. Se voc fosse usar as lmpadas para iluminao qual circuito usaria? Justifique.

Como foi visto em experimento, a melhor eficincia nas trs lmpadas foi no caso do

circuito em paralelo, pois apresentaram um brilho aproximadamente igual. Como j foi

explicado anteriormente, isso deve-se ao nvel de tenso ser o mesmo em todas as

lmpadas, diferentemente do circuito em srie que apresenta uma queda de tenso na

sequencia das lmpadas, fazendo com que apenas uma tenha um bom desempenho, j as

duas ultimas apresentam um brilho bem inferior a primeira, no caso a lmpada L3 quase no

teve seu efeito luminoso percebido. Outro fato negativo para esse tipo de ligao, que se

uma lmpada danificar-se, as outras no funcionaro devido o circuito fechado ser

interrompido.

2. Existem erros nas medidas? Quais so? Qual o erro na resistncia das lmpadas? Ela

obedece lei de ohm?

Existem erros de manuseio por parte do aluno que realiza o experimento e tambm h

o erro de impreciso do equipamento. No caso do erro das resistncias das lmpadas, percebe-

se uma descrepncia nos valores do circuito ligado e desligado devido a elevao da

resistncia com o aumento da temperatura provocado pelo efeito joule causado pela passagem

da corrente no circuito conforme explicado na concluso do relatrio. Isso mostra que no h

proporcionalidade da tenso com a corrente a determinadas temperaturas, ou seja, a lmpada

se comporta como um elemento no-hmico devido a sua no-linearidade, logo no obedece

lei de Ohm.

6. Anexos

6.1 Anexo 1

Associa

o em

paralelo

6.2

Anexo 2

Associa

o em Srie

7.

REFER

NCIAS

BIBLIOG

RFICAS

HALLIDA

Y, D.;

RESNICK,

R.; WALKER, J., Fundamentos de Fsica. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1995. v. 3.

SEARS & ZEMANSKY, Fsica III. 12. ed. So Paulo: Addison Wesley, 2008