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Circuitos em série e paralelo e utilização de osciloscópio e Multimetro
Tipologia: Notas de estudo
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Representa a capacidade de produção efetivo e corresponde ao valor da tensão
alternada que se fosse aplicada a um resistor corresponderia ao mesmo valor numérico
de uma tensão contínua aplicada.
O valor eficaz pode ser dado pela equação 3:
Eq. 3
Os instrumentos de medição servem para mensurar grandezas físicas.
1.2.1 Multímetro
O multímetro é um instrumento de medição capaz de medir tensão, corrente e
resistência elétrica.
Os multímetros podem ser analógicos ou digitais.
Não importa se ele é analógico ou digital, o processo é o mesmo. Olhando para um
multímetro típico temos uma chave seletora de escalas. Esta chave tem a função de
selecionar a grandeza a ser medida (corrente, tensão, resistência) e também o valor do
fundo de escala valor máximo de cada escala assim colocando o multímetro na escala de
10VDC será possível realizar medidas de tensão até 10V.
São usados normalmente conectores fêmeas, onde são encaixada as pontas de
prova do multímetro, você deverá observar que um conector tem marcado as letras COM
(de comum). Nesse conector devemos encaixar a ponta de prova preta e no conector que
tem marcado as letras V- -A ou V- deve-se encaixar a ponta vermelha.
Ao medir uma grandeza de cujo valor você não conhece, sempre posicionar o
multímetro na maior escala da grandeza no qual se deseja medir e ir abaixando a escala
até que tenha uma leitura precisa.
Deve-se selecionar a escala antes de conectar o multímetro no circuito a ser
medido. Podendo danificar o aparelho caso utilize ele na escala errada como, por
exemplo, tentar medir corrente ou tensão na escala para resistência.
Para a medição de voltagem do circuito deve-se selecionar uma das escalar de
medição do multímetro para medida de tensão (CA ou DC).
1.2.2 Osciloscópio
O osciloscópio é um dos instrumentos mais versátil fenômenos elétricos,
possibilitando medir as tensões contínuas, alternadas, períodos, freqüências e defasagem
com elevado grau de precisão.
Permite visualizar a evolução de uma diferença de potencial (d.d.p.) em função do
tempo ou de uma outra d.d.p, em qualquer ponto de um circuito.
Em cada canal é possível realizar vários controles manualmente:
Nos controles horizontais:
Para realizar a medição da tensão de Pico a Pico (Vpp), vamos considerar como
exemplo a figura 14.
Deve-se através dos controles verticais ajustar no seletor a escala apropriada de
volts/div e em seguida posicionar o valor de pico da senóide em uma das linhas de
referência do osciloscópio.
A tensão de pico a pico é o produto do número de divisões verticais (nv) pelo valor
de atenuação vertical (volts/div)
Vpp = N (^) v. VOLTS/DIV Eq. 4
Para medir a freqüência o procedimento é semelhante porem deve-se ajustar os
controles horizontais e medir o período da onda utilizando a equação 10.
T = Nh. TIME/DIV. Eq. 5
Para determinar o valor do resistor pode-se utilizar a tabela abaixo:
Tabela 1: Tabela de cores para identificação do valor da
resistência
1.4 Circuitos
1.4.1 Circuitos em série Quando dois ou mais resistores são conectados em seqüência como mostra a
Figura 1, são ditos estarem em série.
Neste caso, a corrente (I) é a mesma que passa por cada um dos resistores. Isto significa que quando conectamos varias resistências em série, a resistência
equivalente é igual a soma das resistências, conforme Equação 13.
Figura 13 ( Esquema de resistores em série).
Req. = R1 + R2 + R3 + R4 Eq. 6^ – A resistência equivalente desse tipo de circuito será sempre maior que o valor de
apenas um resistor)
1.4.2 Circuito em Paralelo
Uma outra forma de conectar resistores é em paralelo, como mostra a Figura 14.
Neste caso, a corrente (I) produzida pela fonte é dividida em diferentes correntes.
Lembrando que a corrente elétrica é uma conseqüência do fluxo de carga e que
a carga total do circuito se conserva, temos que a corrente (I) do circuito deve se separar-
se em diferentes correntes (i) menores de forma que a soma linear de todas as correntes
(i) é igual a corrente (I), conforme Equação 2.
Figura 14 ( Esquema de resistores em paralelo).
I = i1 + i2 + i3 + i4 Eq. 7
Quando temos várias resistências em paralelo, a resistência equivalente (Req.) é
determinada pela seguinte equação ( Equação 3 ).
Req. = __________1___________ Eq. 8
(1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4)
O valor da resistência equivalente desse tipo de circuito elétrico é sempre menor
do que o valor de qualquer uma das resistências que compõem o circuito e a tensão é a
mesma nos resistores ligados em paralelo.
1.4.3 Circuito Misto ( Série + Paralelo )
Um circuito misto é composto por um conjunto de resistores em série e outros em
paralelo conforme Figura
Ligar o gerador de freqüência e ajustar a intensidade para que você
obtenha uma ddp de saída igual a 9,4V. medidos com o multímetro conforme a
Figura 16.
Figura 16 – Ajuste do gerador de freqüência
Montar circuito no proto-board e ligar o gerador de freqüência no circuito
para alimentá-lo conforme a figura 17 e esquema de circuito.
Figura 17 – Montagem do circuito no proto-board
Ajuste o multímetro para medir a tensão em cada resistor V 1 , V^2 e V^3 , para
tal deve-se ligar as pontas do multímetro em paralelo a cada resistor, um após o
outro e anote os resultados obtidos (figura 18).
Figura 18 – Representação da medição de voltagem no circuito, multímetro ligado
em paralelo aos resistores
Novamente ajuste o multímetro só que dessa vez para medir a corrente em
cada resistor I 1 , I^2 e I^3 , para tal deve-se ligar as pontas do multímetro em série a
cada resistor, um após o outro e anote os resultados obtidos (figura 19).
Figura 19 – Representação da medição da corrente no circuito utilizando o multímetro Em seguida, utilize o osciloscópio para medir as tensões em cada resistor,
para tal deve-se ligar as pontas de prova em paralelo a cada resistor (figura 20).
Figura 20 – Ligação em paralelo da ponta de prova para medir a ddp através do
osciloscópio
Foi feito os ajustes básicos como brilho e foco, até obter no visor uma linha
fina e nítida. Depois foi realizado os ajustes horizontais na base de tempo em
2ms.
Figura 23 – Representação da medição de ddp no circuito utilizando o osciloscópio
Considerando o circuito da figura 17,pode-se calcular os valores teóricos
para tensão e corrente:
Cálculo da resistência total
Cálculo da corrente total:
ddp nos resistores R1,R2 e R
Resistor 1
Para os resistores em paralelo V2 = V
Utilizando-se a lei de ohm e os dados obtidos acima pode-se calcular a corrente nos resistores R2 e R3:
Resistor 2
Resistor 3
No osciloscópio foi levantado os seguintes dados:
Queda de tensão no resistor 1 Tabela 2: Valores da tensão obtidos através do osciloscópio
N° de divisões
Volts/div N° divisões X Volts/div
Ponta de Prova
Valor Medido(v) Tensão 5,1 5 25,5 (x) 1 25,
A tensão de pico a pico obtida no osciloscópio é de 25,5V. Utilizando a
equação 2 pode-se obter a tensão de pico.
Vpp = 2.Vp Eq. 2 25,5 = 2.Vp Vp = 12,75V
A tensão eficaz é obtida através da equação 5
Vef = 0,707. 12,75V Vef= 9,01V
Nos resistores 2 e 3 não foi possível fazer a leitura no osciloscópio da ddp,
pois não apresentou onda. Tabela 3: Valores da resistência obtidos através da tabela de cores e multímetro
n° do resistor
Código de cores Leitura 1 (código de cores) (Ω)
Erro (código de cores)
Leitura 2 (Multímetro) (Ω)
Erro(%)
1 Laranja - Laranja- Vermelho - Dourado
3300 ±5% 3290 0,
2 Marrom - Preto-Vermelho -Dourado
1000 ±5% 1000 0
aplicação, o erro máximo que ocorreu na medição da ddp ( 1,30%). Na corrente o
erro foi maior (máximo 27,11%). O erro é grande porque os valores medidos são
da ordem de miliamperes, portanto qualquer pequena diferença resulta erros
elevados.
Na medição da ddp utilizando o osciloscópio foi encontrado um erro alto de
aproximadamente 16,9% e não foi possível medir a queda de tensão nos
resistores R 2 e R^3 , pois não indicavam onda no mostrador.
É necessário observar que o osciloscópio quando foi ligado ao circuito
passou a interferir no circuito, comportando-se como parte integrante ocasionando
erro de medição. Uma das causas pode ser que a impedância do osciloscópio
deve estar fora do especificado para o aparelho, sendo indicado realizar a
calibração desse aparelho de medição.
1a Parte (Apostila),Londrina, 2002.
Apostila , Florianópolis, 2006.
