Um Circuito Muito Simples

Peças e materiais

• bateria de 6 volts
• lâmpada incandescente de 6 volts
• Jumper fios
• Placa de ensaio
• Faixa de terminais

A partir desta experiência, presume-se que um multímetro seja necessário e não será incluído na lista de peças e materiais exigidos.

Em todas as ilustrações subsequentes, um multímetro digital será mostrado em vez de um medidor analógico, a menos que haja algum motivo particular para usar um medidor analógico.

Você é incentivado a usar ambos tipos de medidores para se familiarizar com o funcionamento de cada um desses experimentos.

Referências cruzadas

Aulas de circuitos elétricos , Volume 1, capítulo 1:"Conceitos básicos de eletricidade"

Objetivos de aprendizagem

• Configuração essencial necessária para fazer um circuito
• Quedas normais de tensão em um circuito operacional
• Importância da continuidade para um circuito
• Definições de trabalho de circuitos “abertos” e “curtos”
• Uso da placa de ensaio
• Uso de réguas de terminais

Diagrama Esquemático

Ilustração

Criando um circuito simples

Este é o circuito completo mais simples nesta coleção de experimentos:uma bateria e uma lâmpada incandescente.

Conecte a lâmpada à bateria conforme mostrado na ilustração, e a lâmpada deve acender, assumindo que a bateria e a lâmpada estejam em boas condições e correspondam uma à outra em termos de voltagem.

Se houver uma “quebra” (descontinuidade) em qualquer parte do circuito, a lâmpada não acenderá. Não não importa onde essa quebra ocorra!

Muitos alunos presumem que, como os elétrons deixam o lado negativo (-) da bateria e continuam através do circuito para o lado positivo (+), o fio que conecta o terminal negativo da bateria à lâmpada é mais importante para a operação do circuito do que o outro fio fornecendo um caminho de retorno para os elétrons de volta à bateria. Isso não é verdade!

Medindo a tensão no circuito

Usando o multímetro configurado para a faixa “DC volt” apropriada, meça a tensão na bateria, na lâmpada e em cada fio de ponte.

Familiarize-se com as tensões normais em um circuito em funcionamento. Agora, “interrompa” o circuito em um ponto e meça novamente a tensão entre os mesmos conjuntos de pontos, medindo adicionalmente a tensão através do intervalo como este:







Quais tensões medem as mesmas de antes? Quais tensões são diferentes desde a introdução do freio?

Quanta voltagem é manifestada, ou caiu através do intervalo?

Qual é a polaridade da queda de tensão no intervalo, conforme indicado pelo medidor?

Reconecte o fio do jumper à lâmpada e interrompa o circuito em outro lugar.

Meça todas as “quedas” de tensão novamente, familiarizando-se com as tensões de um circuito “aberto”.

Construa o mesmo circuito em uma placa de ensaio, tendo o cuidado de colocar a lâmpada e os fios na placa de ensaio de forma que a continuidade seja mantida.

O exemplo mostrado aqui é apenas isso:um exemplo, não o apenas maneira de construir um circuito em uma placa de ensaio:

Casos de curto-circuito

Experimente diferentes configurações na placa de ensaio, conectando a lâmpada em diferentes orifícios.

Se você se deparar com uma situação em que a lâmpada se recusa a acender e os fios de conexão estão esquentando, você provavelmente está com uma situação conhecida como curto-circuito , onde um caminho de resistência inferior ao da lâmpada desvia a corrente ao redor da lâmpada, evitando que voltagem suficiente caia na lâmpada para acendê-la.

Aqui está um exemplo de um curto-circuito feito em uma placa de ensaio:

Um exemplo de curto-circuito acidental

Aqui está um exemplo de um caso acidental curto-circuito do tipo normalmente feito por alunos não familiarizados com o uso da placa de ensaio:







Aqui não há fio de "curto" presente na placa de ensaio, mas há um curto-circuito e a lâmpada se recusa a acender.

Com base em sua compreensão das conexões do buraco da placa de ensaio, você pode determinar onde está o “curto” neste circuito?

Dicas para evitar curtos-circuitos

Geralmente, os curtos-circuitos devem ser evitados, pois resultam em taxas muito altas de fluxo de elétrons, fazendo com que os fios esquentem e as fontes de energia da bateria se esgotem.

Se a fonte de alimentação for substancial o suficiente, um curto-circuito pode fazer com que o calor de proporções explosivas se manifeste, causando danos ao equipamento e perigo para as pessoas próximas.

Isso é o que acontece quando um galho de árvore “curto-circuita” os fios de uma linha de energia:o galho - sendo composto de madeira úmida - atua como um caminho de baixa resistência à corrente elétrica, resultando em calor e faíscas.

Você também pode construir o circuito da bateria / lâmpada em uma tira de terminais:um pedaço de material isolante com barras de metal e parafusos para conectar fios e terminais de componentes.

Aqui está um exemplo de como este circuito pode ser construído em uma tira de terminais:







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