Laboratório de Eletricidade Exp. 3 - S.J.Troise ESTUDO DA ASSOCIAÇÃO DE BIPOLOS 3.1 FUNDAMENTOS: Em muitas aplicações práticas os bipolos são ligados entre si. Dizemos neste caso que os bipolos estão associados. Esta associação pode ser de dois tipos: paralelo e série. As figuras abaixo mostram essas duas associações de dois bipolos B1 eB 2 . Figura 3-1 Quando isto ocorre há interesse em saber qual a curva característica resultante da associação, conhecidas as curvas características dos bipolos associados. Essa curva resultante é a curva resultante de um bipolo equivalente à associação. Mostraremos a seguir como obter essa curva. 3.2 ESTUDO TEÓRICO DA ASSOCIAÇÃO EM PARALELO: A figura abaixo mostra dois bipolos, denominados B1 e B 2 , associados em paralelo. Figura 3-2 É fácil observar-se que nesta associação os bipolos estão submetidos as um mesmo potencial V e que a corrente através da associação é a soma das correntes que atravessam cada um do bipolos. Ou seja: V1 = V2 = V I1 + I 2 = I A análise destas duas equações nos permite estabelecer um método gráfico para o estudo da associação, o qual nos permitirá determinar a curva característica de uma associação paralela a partir das curvas características de cada um dos bipolos associados. Para isto observe a figura abaixo . Nela são mostradas as curvas do bipolos B1 linear e B 2 não linear. Figura 3-3 Observe nesta figura que, para um mesmo potencial V , a medida do segmento AB representa a corrente I1 do bipolo B1 e a medida do segmento AC representa a medida da corrente I 2 no bipolo B 2 . Se as medidas desses dois segmentos forem somadas obtemos o segmento AD que é, portanto, um ponto da associação paralelo. Se este processo for repetido para diferentes valores do potencial obteremos um sucessão de pontos D, os quais, unidos determinarão a curva característica da associação. Isto significa que, para obter a curva característica de uma associação paralela, basta conhecer as curvas características dos bipolos associados. 11/10/2005 Página 1 de 4 Laboratório de Eletricidade 3.3 S.J.Troise ESTUDO TEÓRICO DA ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE: A figura abaixo dois bipolos, denominados B1 e B 2 , associados em série. É fácil observar-se que nesta associação os bipolos são percorridos pela mesma corrente tensão aplicada sobre a associação. Ou seja: I e que os potenciais neles aplicados se soma dando a Figura 3-4 V1 + V2 = V I1 = I 2 = I A análise destas duas equações nos permite estabelecer um método gráfico para o estudo da associação, o qual nos permitirá determinar a curva característica de uma associação série a partir das curvas características de cada um dos bipolos associados. Para isto observe a figura abaixo. Nela são mostradas as curvas dos bipolos B1 linear e B 2 não linear. Observe nesta figura que, para uma mesma corrente I , a medida do segmento AC representa a tensão V1 sobre o bipolo B1 e a medida do segmento AB representa a medida da tensão V2 sobre o bipolo B 2 Se as medidas desses dois segmentos forem somadas obtemos o segmento AD que é, portanto, a tensão V sobre a associação. Assim, o ponto D é portanto um ponto da curva característica da associação série. Figura 3-5 Se este processo for repetido para diferentes valores da corrente obteremos uma sucessão de pontos D, os quais, unidos, determinarão a curva característica da associação. Isto significa que, para obter a curva característica de uma associação série, basta conhecer as curvas características dos bipolos associados. 3.3.1 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Para estudarmos experimentalmente a associação de bipolos é necessário que as curvas características dos bipolos que serão associados sejam conhecidas. 3.3.1.1 ( ) Monte o circuito abaixo utilizando como bipolo um resistor. Utilizando os procedimentos da experiência anterior levante a curva característica desse resistor, anotando os resultados experimentais na tabela abaixo. Este resistor será o bipolo B1 que será associado em paralelo com outro bipolo para a verificação do método. 11/10/2005 Página 2 de 4 Laboratório de Eletricidade S.J.Troise Figura 3-6 V (V) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 I (mA) 3.3.1.2 ( ) Utilizando o mesmo circuito acima e os mesmos procedimentos, faça o levantamento da curva característica da lâmpada, anotando os resultados na tabela abaixo. (substitua o resistor pela lâmpada). Cuide para que a tensão sobre a lâmpada não ultrapasse 12V. A lâmpada será a bipolo B 2 V (V) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 3.4 I (mA) ESTUDO EXPERIMENTAL DA ASSOCIAÇÃO EM PARALELO 3.4.1.1 ( ) Utilizando o mesmo circuito acima e os mesmos procedimentos, faça o levantamento da curva característica da associação do resistor e da lâmpada paralelo. Utilize obrigatoriamente o mesmo resistor e a mesma lâmpada para que haja compatibilidade de dados. Anote os resultados na tabela abaixo V (V) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 I (mA) 3.4.1.2 ( ) Num papel milimetrado trace as curvas características (utilize diferentes representações para os pontos para que as curvas sejam distinguíveis): a) do resistor (+) b) da lâmpada (∗) c) da associação da resistor com a lâmpada em paralelo (•) 3.4.1.3 ( ) No mesmo papel milimetrado trace a curva da associação pelo método da soma das correntes para um mesmo potencial, conforme mostrado acima (:) 3.4.1.4 ( ) Compare as curvas da associação obtidas nos itens 3.4.1.2 ( ) e 3.5.1.2 ( ) 0. Elas devem ser coincidentes a menos dos erros experimentais normais em qualquer experiência. 3.5 ESTUDO EXPERIMENTAL DA ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE: 3.5.1.1 ( ) Monte o mesmo circuito anterior, utilizando como bipolo a associação em série do resistor e da lâmpada anteriormente utilizados. Utilize os mesmos procedimentos anteriores. Cuide para que sejam utilizados o mesmo resistor e a mesma lâmpada anteriormente utilizados para que haja compatibilidade de dados. 11/10/2005 Página 3 de 4 Laboratório de Eletricidade S.J.Troise V (V) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 I (mA) 3.5.1.2 ( ) Num papel milimetrado trace as curvas características: a) do resistor (+) b) da lâmpada (∗) c) da associação da resistor com a lâmpada em série (•) 3.5.1.3 ( ) No mesmo papel milimetrado trace a curva da associação pelo método da soma das correntes para um mesmo potencial, conforme mostrado acima.(:) 3.5.1.4 ( ) Compare as curvas da associação obtidas no item 4 e no item 5. Elas devem ser coincidentes a menos dos erros experimentais normais em qualquer experiência. 3.6 RELATÓRIO: Siga as instruções contidas no anexo correspondente.REL03 11/10/2005 Página 4 de 4