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Universidade Federal do Recôncavo da Bahia Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas Amanda Niella de Souza Iuri Sales dos Santos Mateus Brito Trajano Michelle Cruz dos Santos Sanara de Jesus Rocha Experimento 2 – Fonte de Tensão e chaves /switches Cruz das Almas-Ba 2017 Universidade Federal do Recôncavo da Bahia Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas Experimento 2 – Fonte de Tensão e chaves /switches Trabalho solicitado pelo docente Ítala Liz da disciplina de Eletricidade da turma P02 do curso de Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas como avaliação parcial. Cruz das Almas-Ba 2017 Introdução Atualmente é muito importante saber identificar vários equipamentos eletrônicos que ajudam a facilitar nossas vida e que de certa forma estão presentes, mas as vezes passam por despercebido. Os principais dispositivos que iremos utilizar neste relatório serão fontes de tensão e chaves/switches. Um fonte de tensão é basicamente o equipamento que fornece energia ao circuito e as chaves são as responsáveis por “permitir” ou não a passagem de corrente elétrica em determinados “pedaços” do nosso circuito. O objetivo deste relatório é nos familiarizar com esses equipamentos e que possamos saber como usa-los de forma correta sabendo identificar cada tipo e sua forma de funcionamento. Materiais Utilizados KIT didático de Lorenzo DL 3155AL2; Placa de circuitos de Lorenzo DL 3155E01 – “BATTERIES; Placa de circuitos de Lorenzo DL 3155E01 – “SWITCHES”; Multímetro; Jumpers. Fundamentação Teórica Para produzir uma corrente precisamos de uma “bomba” de cargas, um dispositivo que, realizando trabalho sobre os portadores de carga, mantenha uma diferença de potencial entre dois terminais. Um dispositivo desse tipo é chamado de fonte de tensão ou simplesmente fonte. Dizemos que uma fonte de tensão produz uma força eletromotriz, o que significa que submete os portadores de carga a um diferença de potencial. Podemos ter dois tipos de fontes de tensão, as que produzem corrente contínua e as que produzem corrente alternada. Chaves/switches são dispositivos também conhecidos pelo nome genérico “seccionadores de circuitos”. São dispositivos que controlam o fluxo de corrente elétrica durante um certo percurso do circuito. Podem ter 2 estados possíveis durante o funcionamento do circuito: Normalmente aberto: Uma chave aberta pode ser pensada como um resistor com resistência elétrica muito grande (infinitamente grande), isto é, MUITO MAIOR do que as outras resistência elétricas dos elementos do circuito; Normalmente fechado: Já uma chave fechada é um resistor com resistência elétrica nula PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E RESULTADOS PARTE 1-FONTES DE TENSÃO 1- Conecte, com cuidado, o kit e a placa. Verifique a tensão do equipamento e conecte-o a tomada. Feito isso, ligue o interruptor da placa. 2- Coloque o multímetro na posição de Voltímetro no modo DC, ajuste o fundo de escala e verifique se as pontas de prova estão inseridas corretamente. 3- Posicione o multímetro conforme mostra a Figura 1, ligue o multímetro, meça a tensão total VT e anote no Quadro 1: R.: VT 10,69 V Quadro 1 4- Pressione e libere o botão S1, verifique o acender e desligar do LED vermelho; 5- Observe o brilho do LED ao manter o botão S1 pressionado (Imagem 1); Imagem 1 6- Posicione o multímetro conforme Figura 2. 7- Ajuste a tensão variável V+ até obter 0 Volt entre os pontos A e B. 8- Remova o multímetro e conecte os pontos A e B utilizando um jumper e pressione o botão S2. 9- Observe o brilho do mesmo LED vermelho com as baterias em paralelo (Imagem 2); Imagem 2 10- Compare com a configuração das baterias em série dos itens 3,4 e 5 e explique detalhadamente os resultados: R.: Com as baterias em série, a corrente é a mesma e quando as baterias em paralelo, a corrente se divide, portanto o brilho do LED diminui. 11- Posicione o multímetro conforme Figura 3. 12- Ajuste +V para 5V e conecte com jumper os pontos C e D. 13- Escreva o que acontece com os LEDs abaixo e explique o por que em seu relatório. R.: Os LEDs não acenderam, pois não havia passagens de corrente. 14- Gradualmente, incremente a tensão variável +V até 10V e observe os LEDs (Imagem 3). Anote o que acontece abaixo e explique o motivo. R.: Em 6,98V o LED amarelo acendeu (brilho aumentou gradativamente) e o LED azul ficou apagado. isso acontece porque quanto mais fluxo de corrente, maior será o brilho do LED. Imagem 3 15- Ajuste +V para 5V novamente, com auxílio do multímetro. Anote o que acontece abaixo e descreva. R.: Em 3,17V o LED azul começou a acender e em 1,00V o amarelo começou a apagar. 16- Ajuste +V para 0V com o auxílio do multímetro. Feito isso, observe e anote o que acontece abaixo e explique. R.: Mínimo 3,04V 17- Remova o jumper em C e D e repita a operação anterior. Agora utilize o multímetro na posição de Amperímetro DC na escala de (mA) conectado em C e D. Não esqueça de mudar a posição da ponta de prova vermelha. Varie +V gradativamente até que o valor de corrente seja nulo e anote o que acontece abaixo e explique. R.: Ao repetir a operação +V, o LED azul acende. No momento em que a corrente é nula os LEDs não acenderam. Isso está diretamente ligado à lei de Ohm (V=RI). Se a corrente é nula, consequentemente a tensão é nula e nenhum LED acende. PARTE 2 – CHAVES/SWITCHES 1- Conecte com cuidado, o kit e a placa. Verifique a tensão do equipamento e conecte-o a tomada. 2- Observe as chaves no módulo e identifique os tipos de chaves, em seguida preencha a Tabela 3. Tipo de chave Chave Toggle/ Interruptor S Push-button - NA S Push-button - NF S Slide S Tabela 3 3- Ajuste o multímetro no modo Ohmímetro, ajuste o fundo de escala e verifique se as pontas de prova estão na posição adequada. Após isso, posicione-o conforme mostra a Figura 4. 4- Meça a resistência de S1 sem pressioná-lo e anote o valor no Quadro 5. Resistência 0 Ω Quadro 5 5- Pressione o botão S1, observe a conexão CZ, anote no quadro abaixo o que acontece e explique o porquê isso acontece. R.: O multímetro apresentou aproximadamente 1KΩ (0,58) isso se deve ao fato de que o circuito está com a chave fechada, ao apertar o botão ela se abre (Normalmente fechada- NF), caracterizando uma resistência infinita. 6- Mova o terminaldo multímetro que está no ponto C para o ponto E, verifique e anote abaixo se o contato EZ está aberto ou fechado e explique. R.: O contato EZ está aberto e ao apertar o botão ela se fecha (Normalmente aberta- NA). 7- Pressione o botão S2, observe e anote o que acontece com a conexão EZ e explique. R.: Resistência vai para 0 (circuito normalmente fechado). 8- Posicione o terminal do multímetro que estava em E para os pontos G ou K e observe e anote o que acontece quando o botão S3 está na posição A e depois na posição B. Anote abaixo o que acontece e explique. R.: Em A é normalmente fechada (pois R=0) e em B é normalmente aberta (R= 1KΩ) 9- Posicione o terminal preto do multímetro para o ponto Q e o outro terminal no ponto N ou P. Explique abaixo o que acontece com as conexões PQ e NQ quando S4 está na posição A e B. R.: Na posição A: A resistência da conexão NQ é muito grande (tende ao infinito), portanto é normalmente aberta e PQ é normalmente fechada pois a sua resistência é 0Ω; Na posição B: NQ é normalmente aberta pois a sua resistência tende ao infinito e já que a resistência de PQ é muito grande, a conexão é normalmente fechada. 10- Posicione o terminal preto do multímetro no ponto S e o outro terminal no ponto R ou T. Explique abaixo o que acontece com as conexões ST e SR quando S4 está na posição A e B. R.: Na posição A: SR é normalmente fechada, pois quando fizemos a medição, não possui resistência (R=0Ω) e ST é normalmente aberta já que a sua resistência tende ao infinito; Na posição B: SR é normalmente aberta, pois na medição da sua resistência podemos perceber que a sua resistência é muito grande e ST é normalmente fechada (R=0Ω). 11- Desconecte o multímetro e conecte os pontos C e D com um jumper, observe o que acontece e anote abaixo. Explique o porquê. R.: Acendeu o LED (Imagem 4), pois o jumper fez uma passagem no circuito e houve passagem de corrente. Imagem 4 12- Conecte com o jumper os pontos E e F e pressione o botão S2. Observe e anote o que acontece abaixo e explique o motivo. R.: A conexão fez com que os LEDs acendessem (Imagem 5),pois os jumpers possibilitaram uma passagem de corrente onde antes não havia. Imagem 5 13- Remova os jumpers entre os pontos C e D e entre os pontos E e F. 14- Conecte com o jumper os pontos G com H e K com L; 15- Descreva o que acontece abaixo e explique o porquê, quando S3 está na posição A e quando S3 está na posição B. R.: Na posição A a chave permite uma passagem de corrente apenas para o fio de ligação até o LED vermelho, fazendo com que ele acenda (e mantenha o LED verde apagado), já na posição B acontece o mesmo procedimento, porém permitindo uma passagem de corrente para o fio de ligação até o LED verde, fazendo com que ele acendesse (mantendo o LED vermelho apagado) (Imagem 6). Imagem 6 16- Remova os jumpers entre G e H e entre K e L. 17- Conecte com os jumpers os pontos M com N e O com P, anote o que acontece e explique o motivo. R.: S4 estava na posição A permitindo passagem de corrente apenas para o LED vermelho, acendendo-o. 18- Mova S4 entre as posições A e B, anote o que acontece e explique o motivo. R.: À medida que mudamos a posição de S4, mudava o LED que se acendia porque cada posição da chave faz com que abra a passagem de corrente para um LED e feche para outro (Imagem 7). Imagem 7 (Chave S4 na posição A) 19- Desligue o kit didático no interruptor, desconecte-o da tomada, remova cuidadosamente a placa de circuito e guarde todos os materiais utilizados no experimento. Conclusão No experimento realizado, foi possível estudar e compreender um circuito elétrico. Utilizando os conceitos vistos na parte teórica, foi possível comprovar a utilidade e função de cada componente que formaram os circuitos. Concluiu-se que, as chaves são consideradas como um dispositivo de manobra, ou seja, tem o potencial de permitir ou não a passagem de corrente pelo circuito. Logo, o circuito pode ser considerado como Normalmente Fechado (NF), consiste num percurso cuja corrente tem continuidade para circulação, ela não está interrompida em ponto algum. Ou Normalmente Aberto (NA), quando o percurso da corrente não pode ter continuidade de circulação, ela é interrompida em algum ponto. Outro fator observado nesse procedimento esta relacionado ao brilho em cada LED. Foi possível associar que a quantidade do fluxo de corrente esta diretamente proporcional a intensidade de brilho no LED. Portanto, esse experimento foi de fundamental importância, pois comprovou a veracidade dos assuntos abordados na parte teórica. Ajudando na compreensão do assunto abordado. Referências Bibliográficas https://www.if.ufrgs.br/cref/?area=questions&id=358 http://eletronicaqui.com/2016/11/chaves/