Física Experimental - Eletricidade - Painel para eletroeletrônica EQ244.
Índice Remissivo ........................................................................................................................................................................................................ 5
Abertura .................................................................................................................................. 7
O presente manual é composto por três partes: Documentação do produto, Instruções para o
professor e Atividades para o aluno. .................................................................................... 7
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Documentação do produto / Documentación del
producto / Product Documentation. ..................... 7
Atendimento ao cliente. ...................................................................................................................................................................... 8
Também dos Direitos Autorais: ......................................................................................................................................................... 8
• “A publicação/divulgação da(s) fotografia(s) e/ou ilustração(ões) reproduzida(s) na presente obra dependerá da prévia e expressa
autorização do(s) fotógrafo(s) e/ou ilustrador(es) como da concordância das pessoas retratadas, se for o caso.” .......................... 8
Também das Patentes Industriais: .................................................................................................................................................... 8
• Os produtos Cidepe contem uma ou mais patentes industriais, portanto são protegidos pela Lei das Patentes da Propriedade
Industrial, sendo proibida sua cópia ............................................................................................................................................... 8
Atendimiento al cliente. ...................................................................................................................................................................... 8
También de los Derechos de Autor: ................................................................................................................................................... 8
• "La publicación/ divulgación de la(s) fotografía(s) e/o ilustración (ciones) reproducida(s) en la presente obra dependerá de la
previa y expresa autorización del (de los) fotógrafo(s) y/o ilustrador(es) como de la concordancia de las personas retratadas, si
es el caso". ....................................................................................................................................................................................... 8
También de las Patentes Industriales ................................................................................................................................................ 8
• Los productos Cidepe contan con un o más patentes industriales, por lo tanto, son protegidos por la Ley de las Patentes de la
Propiedad Industrial, siendo prohibida su copia. ............................................................................................................................ 8
Customer service. ................................................................................................................................................................................ 9
Copyright: ........................................................................................................................................................................................... 9
• "The publication/release of the photographs and/or illustrations reproduced in this book depend on the prior and express
authorization of the photographer and/or illustrator as the agreement of the people portrayed, if applicable." ............................. 9
Industrial patents. ............................................................................................................................................................................... 9
• Cidepe's products contain industrial patents, therefore protected by the Patent Law of Industrial Property, being prohibited its
copy. ................................................................................................................................................................................................ 9
Garantia / Guarantee............................................................................................................ 10
Certificado de Garantia Internacional ........................................................................................................................................... 10
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “199…” são destinadas ao professor. ............................................................................................................................................................................ 10
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “999…” são destinadas a informações de segurança e avisos importantes. .................................................................................................................. 10
Certificado de Garantía Internacional ........................................................................................................................................... 10
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician con los guarismos
"199…", son destinadas al profesor. ............................................................................................................................................. 10
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician por los guarismos
"99…", son destinadas a informaciones de seguridad y avisos importantes. ............................................................................... 10
International Certificate of Guarantee ........................................................................................................................................... 11
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "199…" are intended to the teacher.11
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "999…" are for safety information
and important warnings. ............................................................................................................................................................... 11
PCN ........................................................................................................................................ 11
Os produtos Cidepe são adequados aos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN. ................................................................. 11
Los productos Cidepe son adecuados a los Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN. ............................................................ 11
Cidepe's products are adequate for Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN ........................................................................ 11
9999.990 ................................................................................................................................. 12
Informações sobre segurança em equipamentos elétricos ............................................................................................................. 12
Advertências e símbolos de advertência ....................................................................................................................................... 12
Evite colocar aparelhos elétricos em lugares molhados ................................................................................................................ 12
Precauções quanto ao cabo de alimentação CA ............................................................................................................................ 13
A alimentação e a instalação elétrica ............................................................................................................................................. 13
1
Física Experimental - Eletricidade - Painel para eletroeletrônica EQ244.
Evite a sobrecarga de corrente elétrica .......................................................................................................................................... 14
Caso de amplitude sonora (volume de audio) ............................................................................................................................... 14
Caso de trocadores de calor (aquecedores) ................................................................................................................................... 14
Caso de câmaras de pressão .......................................................................................................................................................... 14
9999.992 ................................................................................................................................. 16
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Informações sobre avisos importantes de uso e de serviços. ......................................................................................................... 16
Evite a corrosão do equipamento .................................................................................................................................................. 16
Acessórios conectáveis ao equipamento ....................................................................................................................................... 16
A limpeza ...................................................................................................................................................................................... 16
Equipamentos com entradas para ventilação ................................................................................................................................ 16
A manutenção em equipamentos não elétricos ............................................................................................................................. 17
Caso de troca ou reposição de peças ............................................................................................................................................. 17
Questões ambientais ......................................................................................................................................................................... 17
O descarte da embalagem .............................................................................................................................................................. 17
O descarte de um produto não elétrico .......................................................................................................................................... 17
O descarte de um produto elétrico ................................................................................................................................................ 17
O descarte de pilhas (ou baterias) elétricas, quando for o caso ..................................................................................................... 17
Instruções para o professor. ...................................18
Identificação do produto e seus componentes, passo a passo das montagens, cuidados, informações técnicas e teóricas relevantes. ........................................................................................................................................................................................... 18
Os diferentes níveis de sugestões experimentais nos manuais Cidepe. ........................................................................................ 18
Como montar um manual personalizado com a sequência experimental desejada. ...................................................................... 18
Como montar um manual personalizado com capa personalizada. ............................................................................................... 18
Onde encontrar o sumário atualizado das instruções que acompanham determinado equipamento constante em qualquer conjunto Cidepe. ................................................................................................................................................................................ 18
Outras informações e suporte técnico. .......................................................................................................................................... 18
1992.130 ................................................................................................................................. 19
Conheça o painel para eletroeletrônica. .......................................................................................................................................... 19
0000Z_AtivAL ....................................................................................................................... 21
Atividades para o aluno .........................................21
1082.048 ................................................................................................................................. 22
O código de cores na caracterização de um resistor (resistência elétrica). ................................................................................... 22
O código de cores da norma internacional IEC. ............................................................................................................................ 22
Como proceder para determinar o valor de um resistor. ............................................................................................................... 22
A tabela com o código de cores. .................................................................................................................................................... 22
A identificação das faixas. ............................................................................................................................................................ 22
Como posicionar a primeira faixa de cor do resistor. ......................................................................................................................... 22
Os resistores com 3 faixas de cor. ................................................................................................................................................. 23
Os resistores com 4 faixas de cor. ................................................................................................................................................. 23
Os resistores com 5 faixas de cor. ................................................................................................................................................. 23
Os resistores com 6 faixas de cor. ................................................................................................................................................. 23
Exemplo da caracterização de um resistor pelo código de cores................................................................................................... 23
Caracterizando um resistor pelo código de cores. .......................................................................................................................... 24
1082.052 ................................................................................................................................. 25
A sensibilidade e a incerteza dos instrumentos elétricos básicos. ................................................................................................. 25
• O ato de medir (medição) sempre provoca uma perturbação na grandeza avaliada. .................................................................. 25
• O sistema de quadro móvel (galvanômetro D’Arsonval). .......................................................................................................... 25
• Como funciona o instrumento D’Arsonval. ............................................................................................................................... 25
O instrumento amperímetro. ........................................................................................................................................................... 26
O instrumento voltímetro. ................................................................................................................................................................ 26
• A sensibilidade de um instrumento de medida elétrica. ............................................................................................................. 26
• O voltímetro de múltiplas escalas. .............................................................................................................................................. 26
• O amperímetros de múltiplas escalas. ......................................................................................................................................... 26
2
Física Experimental - Eletricidade - Painel para eletroeletrônica EQ244.
• Como fazer a mudança de escala num medidor de múltiplas escalas. ........................................................................................ 27
A incerteza de um instrumento de medida elétrica. ....................................................................................................................... 27
• A incerteza absoluta. ................................................................................................................................................................... 27
• Como amenizar algumas destas causas. .......................................................................................................................... 27
• A verificação do “zero” do instrumento. ......................................................................................................................... 27
• A incerteza relativa (ou percentual). ........................................................................................................................................... 27
• A incerteza máxima (total). ......................................................................................................................................................... 27
A classe dos instrumentos. ................................................................................................................................................................ 27
O instrumento ohmímetro. ............................................................................................................................................................... 28
O instrumento multiteste (multímetro). .......................................................................................................................................... 28
1082.053 ................................................................................................................................. 29
A medida da ddp entre dois pontos de um circuito CC. ................................................................................................................ 29
1082.053A .............................................................................................................................. 30
A medida da resistência interna de um voltímetro. ....................................................................................................................... 30
1082.054 ................................................................................................................................. 31
A medida de intensidade de corrente elétrica em circuitos de CC. ............................................................................................... 31
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1082.055_A ............................................................................................................................ 32
A associação de resistores em série. ................................................................................................................................................. 32
• O resistor equivalente da associação em série de 2 resistores. .................................................................................................... 32
• O resistor equivalente da associação em série de 3 resistores. .................................................................................................... 32
1082.055_B ............................................................................................................................. 34
A associação de resistores em paralelo. ........................................................................................................................................... 34
• O resistor equivalente da associação paralela de 2 resistores. .................................................................................................... 34
• O resistor equivalente da associação paralela de 3 resistores. .................................................................................................... 34
1082.055_C ............................................................................................................................ 36
A associação mista de resistores. ...................................................................................................................................................... 36
O resistor equivalente da associação mista. ........................................................................................................................................ 36
1082.055_D ............................................................................................................................ 37
A lei de Ohm. ..................................................................................................................................................................................... 37
• Ohm, Georg Simon (1787 - 1854). ................................................................................................................................. 37
1082.055_E ............................................................................................................................. 39
A lei das malhas de Kirchhoff. ......................................................................................................................................................... 39
• Kirchhoff, Gustav Robert (1824 - 1887). ........................................................................................................................ 39
• O que é uma malha na rede elétrica. ........................................................................................................................................... 39
• O que é um nó na rede elétrica. ................................................................................................................................................... 39
A lei das malhas de Kirchhoff. ......................................................................................................................................................... 39
1082.055_F ............................................................................................................................. 41
A lei dos nós de Kirchhoff. ............................................................................................................................................................... 41
• Kirchhoff, Gustav Robert (1824 - 1887). ........................................................................................................................ 41
• O que é uma malha na rede elétrica. ........................................................................................................................................... 41
• O que é um nó na rede elétrica. ................................................................................................................................................... 41
• A lei dos nós na rede elétrica. ..................................................................................................................................................... 41
1082.055_G ............................................................................................................................ 44
Associações série e paralelo de capacitores. .................................................................................................................................... 44
• O que é um capacitor. ................................................................................................................................................................. 44
A capacitância (ou capacidade) do capacitor. ................................................................................................................................. 44
• A unidade de capacitância. .......................................................................................................................................................... 44
• O capacitor equivalente de uma associação em série. ................................................................................................................. 44
• O capacitor equivalente de uma associação em paralelo. ........................................................................................................... 44
1082.055_H ............................................................................................................................ 46
A função do diodo no circuito. ......................................................................................................................................................... 46
• O que é e para que serve um diodo. ............................................................................................................................................ 46
3
Física Experimental - Eletricidade - Painel para eletroeletrônica EQ244.
1082.055_J ............................................................................................................................. 47
A carga e a descarga de um capacitor. ............................................................................................................................................. 47
• Um capacitor pode ser carregado e descarregado. ...................................................................................................................... 47
1082.055_K ............................................................................................................................ 48
O transistor operando como chave. ................................................................................................................................................. 48
1082.055_L ............................................................................................................................. 50
O transistor operando como chave de efeito retardado. ................................................................................................................ 50
1082.055_M............................................................................................................................ 51
A corrente elétrica pode circular pelo corpo humano. ................................................................................................................... 51
1082.055_N ............................................................................................................................ 52
O circuito oscilador ou multivibrador em movimento. ................................................................................................................. 52
1082.055_O ............................................................................................................................ 53
O circuito contador de tempo (minuteira). ..................................................................................................................................... 53
• O circuito contador de tempo (circuito multivibrador de um disparo). ...................................................................................... 53
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1082.055_P ............................................................................................................................. 54
O circuito chave de chapa dupla ou circuito flip-flop. ................................................................................................................... 54
• O circuito de memória, chave de chapa dupla ou circuito flip-flop. .......................................................................................... 54
1082.055_Q ............................................................................................................................ 55
A porta lógica E (AND). ................................................................................................................................................................... 55
1082.055_R ............................................................................................................................ 56
A porta lógica OU (OR). ................................................................................................................................................................... 56
1082.055_S ............................................................................................................................. 57
A porta lógica NÃO E (NAND)........................................................................................................................................................ 57
1082.055_T ............................................................................................................................. 58
A porta lógica NÃO OU (NOR). ...................................................................................................................................................... 58
1082.089A .............................................................................................................................. 59
A banda proibida e os semicondutores elétricos. ............................................................................................................................ 59
As bandas de valência, condução e proibida. ................................................................................................................................. 59
• Os condutores segundo a banda proibida. .................................................................................................................................. 59
• Os isolantes segundo a banda proibida. ...................................................................................................................................... 59
• O eV e a sua equivalência em Joule. ............................................................................................................................... 59
• Os semicondutores segundo a banda proibida. ........................................................................................................................... 59
Os semicondutores. ........................................................................................................................................................................... 59
• Algumas aplicações dos semicondutores segundo a banda proibida. ......................................................................................... 59
• O Germânico e o Silício - semicondutores mais utilizados. ....................................................................................................... 60
• O Arsênio e o Antimônio - impurezas que transformam o semicondutor em semicondutor tipo n. .......................................... 60
• O Gálio e Índio - impurezas que transformam o semicondutor em semicondutor tipo p. .......................................................... 60
• O efeito da junção de dois semicondutores tipo n e tipo p. ........................................................................................................ 60
• O LED, diodo emissor de luz (light emission diode). ..................................................................................................... 60
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Física Experimental - Eletricidade - Painel para eletroeletrônica EQ244.
Índice Remissivo
A
aberturas de ventilação 14
advertência 12
alimentação e a instalação elétrica 13
amperímetro 25, 26, 31
amperímetros de múltiplas escalas 26
Antimônio 60
aplicações dos semicondutores segundo a banda 59
Arsênio 60
associação em série de resistores 32, 34
associação mista de resistores 36
associação paralelo de capacitores 44
associação série de capacitores 44
átomos aceitadores de elétrons 60
átomos doadores de elétrons 60
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
B
banda de condução 59
banda de valência 59
banda proibida 59
base 54
C
cabo de alimentação CA 13
capacidade do capacitor, 44
capacitância 44
capacitor 44
capacitor equivalente da associação em paralelo 44
capacitor equivalente da associação em série 44
carga de um capacitor 47
chave de chapa dupla 54
circuito contador de tempo 53
circuito de memória 54
circuito flip-flop 54
circuito multivibrador de um disparo 53
circuito oscilador 52
circuito tipo porta lógica AND 55
circuito tipo porta lógica NAND 57
circuito tipo porta lógica NOR 58
circuito tipo porta lógica OR 56
classe de instrumentos 27
código de cores da norma internacional IEC 22
condensador 44
condutores elétricos 59
condutores segundo a banda proibida 59
contador de tempo 53
D
ddp entre dois pontos de um circuito 29
descarga de um capacitor 47
descarte da embalagem 17
descarte de pilhas (ou baterias) elétricas 17
descarte de um produto elétrico 17
descarte de um produto não elétrico 17
dielétrico 44
diodo 46
diodo semicondutor 59
dispositivos de medida analógicos 25
E
efeito da junção de dois semicondutores 60
elevações de tensão 39
emissor 54
entradas para ventilação 16
equação característica do capacitor 44
equipamentos que geram algum som com alta amplitu
eV e a sua equivalência em Joule 59
Evite a corrosão do equipamento 16
14
F
farad 44
fem 39
forças eletromotrizes 39
função circuito NAND 57
função circuito NOR 58
função circuito OR 56
função do circuito AND 55
G
Gálio 60
galvanômetro 25
galvanômetro D’Arsonval 25
Georg Simon Ohm 37
Germânico 60
Gustav Robert Kirchhoff 39, 41
I
impurezas que transformam o semicondutor 60
incerteza 25, 27
incerteza absoluta 27
incerteza máxima (total) 27
incerteza relativa (ou percentual) 27
Índio 60
input inicial 54
instalação, uso e manutenção do equipamento 12
instrumento D’Arsonval 25
intensidade de corrente elétrica 31
isolantes elétricos 59
isolantes segundo a banda proibida 59
K
Kirchhoff, Gustav Robert (1824 - 1887)
39, 41
L
LED, diodo emissor de luz 60
lei das malhas de Kirchhoff 39
lei de Ohm 26
light emission diode 60
limpeza 16
lógica do circuito AND 55
lógica do circuito NAND 57
lógica do circuito NOR 58
lógica do circuito OR 56
M
malha na rede eletrica 41
malha na rede elétrica 39
manutenção do equipamento 17
medidores digitais 25
medir (medição) 25
5
Física Experimental - Eletricidade - Painel para eletroeletrônica EQ244.
micro farad 44
minuteira 53
mudança de escala num multiteste 27
multiteste (multímetro) 27, 28
multivibrador de um disparo 53
multivibrador em movimento 52
N
nó na rede elétrica
39, 41
O
Ohm 38
Ohm, Georg Simon (1787 - 1854) 37
ohmímetro 28, 32, 34, 36
orientador de fluxo de corrente 46
oscilador 52
output 54
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
P
picofarad 44
pisca-pisca 52
placas paralelas 44
polaridade 44
porta lógica E 55, 56, 57
porta lógica NOR 58
primeira faixa de cor do resistor
sistema de memória 54
sistema de quadro móvel (galvanômetro D’Arsonval)
sobrecarga de corrente elétrica 14
25
T
tabela com o código de cores 22
tensão elétrica entre dois pontos 29
termistor 59
testador de continuidade de corrente 46
tolerância dos resistores 32
U
unidade de capacitância 44
unidade de resistência elétrica
38
V
valor provável do resistor 22
voltímetro 26, 29
voltímetro de múltiplas escalas
26
22
Q
quedas de tensão 39
Questões ambientais 17
R
regulador do sentido da corrente elétrica 46
reposição de peças 17
resistência elétrica 38
resistência equivalente da série 32
resistência equivalente do paralelo 34, 36
resistência interna de um voltímetro 30
resistência ôhmica 38
resistências não-ôhmicas 37
resistências ôhmicas 37
resistor equivalente 32, 34
resistor equivalente da associação em série 32, 36
resistor equivalente da associação mista 36
resistor equivalente da associação paralela 34, 36
resistores com 3 faixas de cor 23
resistores com 4 faixas de cor 23
resistores com 5 faixas de cor 23
resistores com 6 faixas de cor 23
S
semicondutor tipo “n” 60
semicondutor tipo “p” 60
semicondutores elétricos 59
semicondutores mais utilizados 60
semicondutores segundo a banda proibida 59
sensibilidade 25
sensibilidade do instrumento de medida 26
sensibilidade do medidor de corrente 28
Silício 60
simbolos de advertência 12
6