2010
PUC/SP
CIRCUITOS ELÉTRICOS PARA O ENSINO FUNDAMENTAL ROTEIRO DE ATIVIDADES
|
Colégio Santa Amália e Colégio N. Sra. do Rosáro Prof. Elio Molisani Estudantes: Henrique D. M. dos Santos; Luciano D. Takano; Marco A. M. Pousa; Paulo H. S. Alencar; Pedro H. O. R. Teixeira. Supervisão: Profas. Marisa Almeida Cavalcante e Cristiane R. C. Tavolaro
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
CIRCUITOS ELÉTRICOS NOME ____________________________________ ESCOLA___________________________________ EQUIPE___________________SÉRIE____________ PERÍODO_____________ DATA ________________
Pensando um pouco... Você já imaginou um mundo sem eletricidade? Você já parou para pensar de onde vem a eletricidade? Como ela é produzida? Antes de prosseguir esse roteiro, assista aos vídeos clicando nas imagens abaixo:
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
Objetivos Conhecer alguns componentes eletrônicos, como resistores, LED’s, geradores, receptores, entre outros. Compreender como funcionam os circuitos elétricos. Introduzir o conceito de associação de resistores.
Introdução Atualmente, praticamente tudo nesse mundo é feito a base de circuitos elétricos, como por exemplo, o seu computador, a sua televisão, e até mesmo, em alguns casos, a sua própria escova de dente (sim, já existem escovas de dente elétricas). Esses circuitos são feitos por inúmeros componentes elétricos, que funcionam de acordo com a quantidade de corrente elétrica que passa por eles. Esperamos que após esse essa atividade, você entenda um pouco melhor como funcionam os aparelhos eletrônicos de sua casa, e consiga prevenir que estes aparelhos queimem por motivos corriqueiros. E quem sabe, até mesmo, o incentive a tentar fazer algum projeto utilizando desses conhecimentos elétricos como, por exemplo, fazer uma simples seqüência de lâmpadas brilharem, semelhantes às de numa árvore de natal, ou um projeto mais desafiador, como construir um carrinho mecatrônico.
Alguns componentes elétricos Antes de construirmos nosso circuito, é necessário conhecer um pouco melhor alguns componentes eletrônicos. Abaixo, segue a lista de alguns componentes muito usados nos circuitos e suas definições: Gerador: é quem fornece energia elétrica ao circuito. A função do gerador é converter outras formas de energia em energia elétrica. Uma
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
pilha, por exemplo, é um gerador químico, pois tem a função de transformar energia química em energia elétrica. Receptor: recebe a energia elétrica de um gerador e a transforma em energia outra forma de energia, como por exemplo, um motor elétrico. Mas preste atenção, um receptor não transforma a energia elétrica em energia térmica!!! Resistor: Tem a função de diminuir a intensidade da corrente elétrica que passa pela região a qual ele esta acoplado. Mas como efeito, transforma parte da energia elétrica em energia térmica. Existem vários tipos de resistores, mas os que geralmente são usados em circuitos elétricos são constituídos de uma película de grafite depositada sobre um pequeno bastão isolante e coberta com uma tinta, como apresentado na figura abaixo. A resistência é medida em ohm (Ω), e para determinar seu valor em um resistor é preciso analisar as cores que estão pintadas sobre ele e consultar a tabela de cores. Veja o exemplo abaixo: • A primeira faixa indica o primeiro dígito. • A segunda faixa indica o segundo dígito. • A terceira faixa indica o número de zeros que deve ser acrescentado após o segundo dígito. • A última faixa corresponde à tolerância na medida. • No exemplo ao lado temos, portanto, um resistor de 4700 Ω, com tolerância de 5%.
Tabela de código de cores Preto 0
Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde 1
2
3
4
5
Azul 6
Violeta Cinza Branco 7
Tolerância Marrom
± 1%
Vermelho ± 2%
Ouro
± 5%
Prata ± 10%
8
9
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
Transistor: sua principal função é a de amplificar sinais elétricos. LDR: Pode ser definido basicamente como uma resistência, que diminui ou aumenta dependendo da intensidade luminosa a qual o LDR está exposto. Como mostra o gráfico a seguir:
Será que você entendeu??? Teste seu conhecimento classificando os equipamentos abaixo como geradores, receptores ou resistores e cite, também, qual a transformação de energia que eles executam. Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Estes equipamentos são _________________________. Transformam __________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Este equipamento é um _________________________. Transforma ___________________________________ em __________________________________________.
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
Associações de resistores em um circuito Série: é a ligação em que os componentes de um circuito são ligados literalmente em série, isto é, são enfileirados de forma que a corrente elétrica passa integralmente por todos eles. Ou seja, a corrente elétrica não se divide no meio do circuito. Dê uma olhada no exemplo dessa ligação abaixo. Quando este tipo de ligação é feita, a corrente elétrica que atravessa as lâmpadas é constante. Caso as lâmpadas sejam idênticas, todas apresentarão o mesmo brilho e, se uma delas queimar, todas as outras se apagarão, pois a corrente elétrica será interrompida no circuito inteiro. Nesse caso, também, quanto mais lâmpadas forem colocadas, maior será a resistência no circuito e menor será a corrente elétrica e, conseqüentemente, o brilho de cada uma. Paralelo: é o tipo de ligação onde os componentes são conectados por meio de “ramificações”, ou seja, de tal forma que a corrente elétrica possa se dividir no meio do caminho. Veja um exemplo de um circuito com ligações em paralelo: Nesse tipo de ligação, repare que a corrente elétrica se divide durante o percurso, de modo que a corrente que atravessa uma lâmpada não é a mesma que atravessa as demais. O interessante desse tipo de ligação é que se uma lâmpada queimar, somente no trecho onde esta se encontra
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
deixará de passar corrente, portanto, as outras lâmpadas não se apagarão. Também, o brilho de cada lâmpada independe da quantidade de lâmpadas contidas no circuito.
Na prática Abaixo segue uma comparação dos dois circuitos anteriormente apresentados, sendo que o ligado em paralelo possui resistências idênticas e com mesma voltagem, isto é, mesma quantidade de corrente fornecida.
C
Tensão entre os terminais do gerador
Lâmpadas associadas em série
Lâmpadas associadas em paralelo
Na associação em série, a tensão se divide entre as lâmpadas do circuito, fazendo com que o brilho seja menos intenso. Já na associação em paralelo, a tensão em cada lâmpada é a mesma que nos terminais do gerador, fazendo com que o brilho das lâmpadas seja mais intenso
Curiosidade Por que as lâmpadas incandescentes queimam? As lâmpadas queimam, pois, uma parte da energia elétrica que ela recebe é transformada energia térmica e a outra em luminosa. Essas lâmpadas possuem um filamento de metal (tungstênio) que aquece tanto que fica incandescente. Porém, quando a
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
energia fornecida é muito intensa, esse fio derrete (funde), interrompendo a corrente elétrica no circuito. Se fosse possível consertar o filamento rompido da lâmpada, esta voltaria a funcionar. O mesmo ocorre em outros componentes eletrônicos, como em placas de computadores. Estas, mesmo que possíveis, são muito difíceis de serem consertadas, devido ao seu reduzido tamanho. Portanto, quando um componente de uma placa queima, esta deve ser trocada integralmente.
Construindo circuitos virtuais... Para compreender melhor, você pode usar um simulador bem interessante para construir seu circuito elétrico virtual clicando aqui. Fique tranqüilo, nele você pode queimar as lâmpadas à vontade... Dificuldades com o programa? Clique aqui e dê uma olhada nestas dicas!
Aceita um desafio??? Tente responder as perguntas abaixo Desafio 1 1º ligações em série
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
a) O que acontece caso coloca-se uma lâmpada ligada junto a um gerador de maior tensão? E se a tensão for muito maior que a ideal para sua utilização?
b) O que acontece com o brilho das lâmpadas caso sejam ligadas duas lâmpadas em série ao invés de uma, sob uma mesma tensão?
Quer saber se acertou??? Construa o circuito acima no simulador, clicando aqui. Aumente a tensão do gerador e veja o que acontece. Coloque mais lâmpadas em série ao circuito e veja o que acontece.
Desafio 2 2º ligações em paralelo
a) O que acontece com ao brilho das lâmpadas quando são ligadas duas em paralelo e em seguida três em paralelo, sob uma mesma tensão?
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
b) Aumentando o numero de geradores, o que acontecerá com o brilho das lâmpadas ligadas em paralelo?
Descubra se você acertou construindo os circuitos acima no simulador.
Pra saber mais... Você sabe como funciona um chuveiro elétrico ??? Clique na figura, que o Eugênio Pitanga te conta! E um controle remoto??? Clique aqui e descubra!!!
Eugênio Pitanga