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Circuitos com interruptores e comutadores LABORATÓRIO DE FÍSICA II IFMG Campus Betim André Luís do Couto Souza, Engenharia Mecânica Rodrigo Rafael de Sousa, Engenharia de Controle e Automação 20 de Agosto de 2018 Resumo. O presente relatório é referente ao experimento circuito com interruptores e comutadores, este aborda o comportamento dos circuitos, quando abertos ou fechados por dispositivos de manobras (interruptores), em especial foram verificados três tipos de circuitos, sendo o circuito AND, OR e o circuito de comutação. Palavras chave: circuito, interruptores, comutação. Introdução Os circuitos elétricos são amplamente usados em diversos setores industriais e residenciais, suas aplicações são diversas envolvendo tarefas simples como ligar/desligar lâmpadas a tarefas mais complexas como acionamento de equipamentos industriais. Para facilitar o entendimento dos circuitos temos uma ferramenta muito usada na área elétrica conhecida como tabela-verdade. “Um tabela- verdade é uma técnica para descrever como a saída de um circuito lógico depende dos níveis lógicos presentes nas entradas do circuito.” [1]. Com isso podemos observar o comportamento do circuito conforme caminho da corrente elétrica prevendo o estado da lâmpada de acordo com o estado dos interruptores. Procedimento Experimental Para a realização do experimento fez-se necessário a utilização dos seguintes equipamentos disponíveis no kit de elétrica 1 - E1: 1 placa de base; 2 conectores ponte; 1 conector de curto circuito; 2 elementos de encaixe com interruptor de alavanca; 1 suporte de pilhas; 1 elemento de encaixe com lâmpada incandescente; 1 combinação de comutador e 2 cabos de experimento. No experimento “circuito com interruptores e comutadores”, realizou-se a montagem de três diferentes casos de circuitos previamente estabelecidos, sendo estes o circuito AND, circuito OR e o circuito de comutação. Baseando-se no layout da disposição de comutação disponibilizado no livro de experimentos, conforme figura 1, desenhou se os circuitos conformes roteiro e posteriormente realizou-se as conexões e os testes. Figura 1: Disposição de comutação. Resultados e Discussão As figuras 2, 2a, 2b e 2c representam o circuito AND, nestes circuitos pode-se perceber que os interruptores são totalmente dependentes um do outro, uma vez que para fechar o circuito ambos dispositivos de manobras devem estar acionados. A partir da análise das figuras 2, 2a e 2b, que representam o circuito aberto, observou-se que a lâmpada não acendia, devido a corrente não fluir no circuito, pois, um dos interruptores ou ambos estavam abertos, a figura 2c representa o circuito totalmente fechado, onde ambos os interruptores estavam acionados, dessa forma ocorre a passagem de corrente elétrica (representado pela cor lilás), permitindo então, que a lâmpada se acenda. Figura 2: Circuito AND interruptor 1 e 2 abertos. Figura 2a: Circuito AND interruptor 1 aberto. Figura 2b: Circuito AND interruptor 2 aberto. Figura 2c: Circuito AND ambos interruptores fechados. Através da análise do funcionamento do circuito foi possível verificar que seu comportamento se trata de um circuito lógico AND conforme previsto na Tabela1. Tabela 1: Tabela verdade do circuito AND Interruptor 1 Interruptor 2 Saída 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 As figuras 3, 3a, 3b e 3c representam o circuito OR, diferentemente do circuito AND, o circuito OR pode ser fechado com o acionamento de um interruptor ou outro ou ambos, conforme disposições a seguir temos a representação do circuito OR, onde os circuitos fechados são representados pelas figuras 3a, 3b e 3c a cor lilás representa a passagem de corrente no circuito, fazendo com que a lâmpada se ascenda, é possível perceber que um interruptor não depende do outro, no que se refere fechar o circuito, porém para abrir o circuito deve-se manter ambos os interruptores abertos conforme figura 3. Figura 3: Circuito OR com ambos interruptores abertos. Figura 3a: Circuito OR com ambos interruptores fechados. Figura 3b: Circuito OR interruptor 1 acionado. Figura 3c: Circuito OR interruptor 2 acionado. Como esperado os resultados encontrados no experimento conferem com o previsto no levantamento da tabela 2 do circuito lógico OR. Tabela 2: Tabela verdade do circuito OR Interruptor 1 Interruptor 2 Saída 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Por fim o circuito de comutação onde através do levantamento da tabela verdade foi possível verificar que o mesmo se trata de um circuito lógico XNOR no qual um interruptor se torna independente do outro onde a troca de estado de cada um resulta na mudança da saída Figura 4: Circuito de comutação aberto. Figura 4a: Circuito de comutação fechado. Figura 4b: Circuito de comutação aberto. Figura 4c: Circuito de comutação fechado. Da mesma forma, analisando os resultados do experimento foi possível constatar que o circuito se trata de um circuito lógico XNOR conforme a tabela 3. Tabela 3: Tabela verdade circuito XNOR Interruptor 1 Interruptor 2 Saída 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Conclusão Através do experimento foi possível verificar o funcionamento dos circuitos AND, OR e comutador. Conforme previsto no levantamento das tabelas verdades e de acordo com os conceitos de circuitos elétricos sobre corrente elétrica, é possível determinar a aplicação dos circuitos a prática do dia a dia. Em se tratando do circuito de comutação, este é muito utilizado em residências para controlar lâmpadas de um mesmo ponto de mais de um local diferente. Para ligar um computador, uma impressora e uma tela simultaneamente, é mais viável utilizar o circuito AND, uma vez que os interruptores dependem um do outro, portanto, para que todos liguem quando acionado um interruptor adicional, é necessário realizar a disposição dos circuitos de forma que os interruptores conectados aos eletrônicos acima estejam fechados inicialmente e o interruptor adicional esteja aberto ou vice e versa. Referências. [1] TOCCI. “SISTEMAS DIGITAIS - PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES”. 11ª edição. Consultado em 16 de agosto de 2018. [2] M. Peter Mettenleiter. “ELETRICA 1 CADERNO DE TRABALHO”. 5ª edição revisada, páginas 4-10.