Circuito Analógico Simples de Média: Um Média de Tensão Prático

Circuito Analógico Simples de Média

Componentes e Materiais

• Três baterias de tensões diferentes
• Três resistores idênticos (10 kΩ–47 kΩ)

Ao selecionar resistores, use um ohmímetro para escolher três o mais próximos possível em valor. Precisão é crítica para este experimento.

Referências Cruzadas

"Lessons In Electric Circuits", Volume 1, Capítulo 10: "Análise de Redes DC".

Objetivos de Aprendizado

• Demonstrar como uma rede de resistores pode calcular a média de três sinais de tensão
• Aplicar o Teorema de Millman a um circuito prático

Diagrama Esquemático

Ilustração

Instruções

Este circuito enganosamente simples realiza uma única operação matemática — calcular a média de três sinais de tensão. Construa o circuito exatamente como mostrado e meça a tensão de cada bateria com um voltímetro. Anote as leituras (E₁, E₂, E₃), depois calcule a média algébrica: (E₁ + E₂ + E₃)/3.

Ao medir, mantenha a ponta preta no terra comum do circuito (o lado da bateria conectado por fios de jumper) e a ponta vermelha no terminal oposto. Observe a polaridade: uma bateria está ligada "ao contrário" em relação às outras duas; sua tensão aparecerá negativa em um medidor corretamente conectado.

Conectando o voltímetro no nó indicado no esquemático, deve-se exibir a média algébrica das três tensões das baterias. Com resistores bem casados, a tensão de saída corresponderá à média calculada com alta precisão.

Remover uma bateria muda a saída: o circuito fará a média das tensões restantes, ou se os fios da bateria desconectada forem ponteados, fará a média das duas tensões restantes mais 0 V, produzindo uma saída menor.

A velocidade do circuito é limitada apenas pela propagação de tensão pela rede resistiva — efetivamente a velocidade da luz. Embora computadores analógicos como este não sejam tão precisos quanto sistemas digitais, eles se destacam em cálculos de tempo contínuo, como diferenciação e integração, uma vez amplificados e combinados com circuitos adicionais.

Simulação Computacional

Esquemático com números de nós SPICE:

Netlist (crie um arquivo de texto contendo o seguinte exatamente):

 Média de tensão v1 1 0 v2 0 2 dc 9 v3 3 0 dc 1.5 r1 1 4 10k r2 2 4 10k r3 3 4 10k .dc v1 6 6 1 .print dc v(4,0) .end 

Este modelo SPICE permite simular a operação de média analógica em um computador digital — útil para aprender sobre simulação de circuitos, não para cálculos práticos.

Planilhas Relacionadas

• Planilha do Teorema de Millman