INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SERGIPE CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA ANNA GISELLY FRAGA MARTINS DANILO SANTOS OLIVEIRA RELATÓRIO DE ELETRICIDADE EXPERIMENTAL : Prática 1 - Matriz de pontos e Ohmímetro Lagarto-SE 2022 ANNA GISELLY FRAGA MARTINS DANILO SANTOS OLIVEIRA RELATÓRIO DE ELETRICIDADE EXPERIMENTAL: Prática 1 - Matriz de pontos e Ohmímetro Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Eletricidade Experimental, no Curso de Engenharia Elétrica, no Instituto Federal de Sergipe. Orientador: Prof. Me. Lucas Tenorio de Souza Silva Lagarto-SE 2022 Sumário 1 –INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 –OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 OBJETIVO GERAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 3 –MATERIAIS E MÉTODOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 MATERIAIS: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 MÉTODO PARA REALIZAR A PRÁTICA: . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 3 4 –RESULTADOS E DISCUSSÕES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5 –CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1 1 INTRODUÇÃO Em práticas com uso de eletricidade, os protoboard’s, também conhecidos como matriz de pontos, são bastante utilizados para criações e testes de circuitos. É uma placa que, sem a necessidade da solda, permite a montagem de circuitos encaixando os terminais dos dispositivos elétricos na placa. Assim, podem ser montados circuitos para observar seus comportamentos, fazer testes, e adicionar ou substituir componentes antes de fixar-los através da solda em uma placa definitiva. Geralmente, sua estrutura é composta por faixas verticais com cinco pontos horizontais conectados por um condutor metálico formando um nó, estas são separadas por uma parte central vazada não tendo conexão com a faixa após a parte central. Entretanto, existem variações da matriz de ponto, como por exemplo, linhas de 25 pontos conectadas por um condutor. Na Figura 1 é representado a estrutura de uma matriz de pontos. (COMPONENTES, 2022) Figura 1 – Estrutura de uma matriz de pontos. Fonte: NCB (2019) O multímetro é uma das ferramentas mais importantes para profissionais que trabalham com a energia elétrica. Ele é usado para realizar medições de grandezas elétricas em circuitos, de modo que a grandeza e a escala são selecionadas, por meio de um seletor inserido no mesmo. Por fim, existem dois tipos de multímetros: Analógico e digital. (MATTEDE, 2020) Um circuito é composto por dispositivos eletrônicos conectados entre si. Neste experimento, serão empregados principalmente os resistores, aparatos que resistem a passagem da corrente elétrica. 2 2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL Conhecer a matriz de pontos, o código de cores dos resistores e o multímetro. Em seguida, usar a ferramenta de medição nas diversas funções que ela dispõe e, por fim montar circuitos na matriz de pontos com dispositivos elétricos. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Medir e identificar a resistência de resistores; • Comparar a resistência encontrada no código de cores com a medida pelo multímetro; • Conhecer os diferentes dispositivos elétricos como o LED e o capacitor; • Conferir os resultados previstos pela literatura com os obtidos; • Familiarizar com a dinâmica de montagem e análise. 3 3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 MATERIAIS: • Matriz de ponto; • 5 resistores; • 1 LED vermelho; • 2 capacitores; • Alicate de corte de ponta; • Fio condutor; • Multímetro portátil digital. 3.2 MÉTODO PARA REALIZAR A PRÁTICA: O experimento foi realizado no Laboratório de Eletrônica Digital do Instituto Federal de Sergipe. Inicialmente foram distribuídos pelo professor os materiais listados acima. É representado na Figura 2 os principais materiais manuseados. Figura 2 – Materiais empregados no experimento Fonte: Autoria própria Primeiro foi coletado a resistência dos cinco resistores pelo código de cores, que é mostrado na Figura 3. Além disso, foi escolhido nomear os resistores da Figura 2 da esquerda pra direita de R1, R2, R3, R4 e R5. Logo após, observando o corpo do capacitor, foi anotado o valor da capacitância e da tensão dos dois capacitores fornecidos. Capítulo 3. MATERIAIS E MÉTODOS 4 Figura 3 – Código de cores para resistores. Fonte: Pakéquis (2016) Em seguida, com o multímetro em mãos, o primeiro passo foi verificar a integridade das pontas de prova do mesmo, para isso a chave seletora é posicionada no teste de continuidade e coloca-se em contato as duas pontas de provas. Ao fazer isso, caso as pontas estejam íntegras o multímetro vai emitir um som, ao mesmo tempo vai informar no visor se a bateria está descarregada. Em segundo plano, testou-se o LED, primeiramente foi colocada a ponta de prova vermelha no seu anodo e a ponta de prova preta no seu catodo e foi observado se o LED ligou e qual o valor medido com o multímetro. De forma análoga, a ponta de prova vermelha foi posicionada em seu catodo e a ponta de prova preta em seu anodo, e novamente, observou-se o comportamento do LED e os resultados no multímetro. O terceiro passo do experimento foi medir a resistência de cada resistor usando o multímetro, para tanto foi posto cada ponta de prova em um dos terminais do resistor. Após isso, é preciso programar o multímetro, através da chave seletora, para mensurar resistência escolher a escala correta. Em seguida, foi feita a montagem de um circuito, por meio da matriz de pontos, com uma associação mista de resistores aplicando os cinco resistores já analisados anteriormente e dois fios rígidos de cobre, os quais foram desencapados em suas extremidades com o alicate de corte de ponta. Por fim, valendo-se do multímetro, foi medido a resistência elétrica do circuito inteiro. É mostrado na Figura 4 o diagrama do circuito a ser montado. Capítulo 3. MATERIAIS E MÉTODOS 5 Figura 4 – Diagrama do 1º circuito. Fonte: Roteiro do experimento Aproveitando o conhecimento prévio adquirido pelos alunos na mesma aula, a segunda parte da prática foi a conexão de resistores e capacitores na matriz de pontos, depois o circuito foi desenhado no papel. Para calcular a incerteza do multímetro foi utilizado como referência a Tabela 1. Tabela 1 – Calculo da incerteza instrumental do multímetro. Escala 200Ω 2KΩ 20KΩ 200KΩ 2MΩ 20MΩ 200MΩ Precisão ± 0,8% de leitura ± 3 dígitos ± 0,8% de leitura + 1 dígito ± 1,0% de leitura + 2 dígitos ± 5% de leitura + 10 dígitos Resolução 0,1Ω 1Ω 10Ω 100Ω 1kΩ 10kΩ Fonte: Manual de instruções para o multímetro digital modelo MD-360 6 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES Iniciando o experimento, após verificar que a integridade das pontas de prova e a bateria do multímetro estavam boas. Logo, o próximo passo era coletar a resistência dos resistores, por meio das duas maneiras citadas anteriormente. Então, os resultados obtidos foram organizados na Tabela 2. Tabela 2 – Resistência dos resistores obtida através do código de cores e do multímetro. Resistor R1 R2 R3 R4 R5 Resistência (Ω) Código de cores Multímetro Vm, Az, La, Do (26 ± 5%)K (26,40 ± 0,22)K Vm, Vi, Am, Do (270 ± 5%)K (0,2260 ±0,0028)M Vm, Vi, Ma, Do 270 ± 5% 269,0 ± 2,5 Ma, Pr, Am, Do (100 ± 5%)K (90,2 ± 0,8)K Ma, Pr, Vm, Do (1000 ± 5%)K (0,985 ± 0,008)K Fonte: Autoria Própria Analisando os dados da Tabela 2, percebe-se que na maioria dos casos o valor encontrado das duas formas está dentro do intervalo levando em consideração as incertezas. No entanto, conforme o módulo das resistência aumentou, como por exemplo, na situação do R2 e R4, percebe-se que o valor encontrado para a resistência pelo multímetro não está dentro do intervalo dado pelo código de cores. Acredita-se que isso se deve a imprecisão do código de cores ou do multímetro ou até mesmo de ambos conforme a resistência aumenta. Em seguida, continuando a prática experimental, os valores da capacitância e da tensão suportada dos capacitores foram colhidos e dispostos na Tabela 3. Tabela 3 – Capacitância e tensão suportada dos capacitores. Capacitor C1 C2 Capacitância (F) 470µ 10µ Tensão suportada (V) 63 50 Fonte: Autoria Própria Investigando os resultados expostos na Tabela 3. Percebe-se que o C1 é relativamente maior que o C2, por isso supõe-se que o tamanho do capacitor esteja relacionado as suas capacidades. No entanto, a amostra é muito pequena para se concluir a suposição. O próximo passo foi estudar os LEDs. Após concluído os procedimentos necessários para a análise que já foram mencionados previamente. Então, os dados são apresentados na Tabela 4. Capítulo 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 7 Tabela 4 – Resultados atingidos ao analisar o LED. LED Ligou? P. Vermelha no Anodo e P. Preta no Catodo (P.Direta) P.Vermelha no Catodo e P.Preta no Anodo (P.Reversa) Sim Não Valor Medido com Multímetro 1500 1 Fonte: Autoria Própria Analisando os valores da Tabela 4, nota-se que existe uma discrepância ao conectar de maneira diferente as pontas de prova nos terminais do LED. Tal que, de um modo o LED ligou e exibiu um valor no multímetro e, já na outra versão tudo ocorreu da maneira inversa. Após consultar o docente na ocasião do experimento, então foi tomado conhecimento de que realmente o LED possui essa peculiaridade e que o resultado demonstrado no multímetro correspondia a queda de tensão do LED. Por fim, foi feita a montagem do circuito da Figura 4 que está exposta na Figura 5. Além disso, a medida da resistência equivalente do circuito foi colocada na Tabela 5. Figura 5 – Montagem do 1º circuito. Fonte: Autoria Própria Tabela 5 – Resistência equivalente do circuito 1. Resistência equivalente (Ω) 0,950 ± 0,009Ω Fonte: Autoria Própria Finalizando o experimento e afim de testar os conhecimentos adquiridos ao decorrer da prática experimental. Logo, foi criado um circuito e, em seguida feito um diagrama do mesmo. Os resultados foram explanados respectivamente nas Figuras Capítulo 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES Figura 6 – Montagem do 2º circuito. Fonte: Autoria Própria Figura 7 – Diagrama do 2º circuito. Fonte: Autoria Própria 8 9 5 CONCLUSÃO Ao decorrer do experimento tomou-se conhecimento de diversos componentes eletrônicos, como por exemplo, capacitores, resistores e o LED. Além disso, múltiplas vezes o multímetro foi utilizado para realizar diferentes tipos de medições. Ademais, circuitos foram montados na matriz de pontos. Portanto, os objetivos gerais e específicos foram alcançados com êxitos. Não obstante, foi possível confirmar empiricamente as ideias que foram expostas na introdução. No entanto, percebeu-se que existiram algumas incongruências com o que era esperado. Na situação da comparação das medidas do multímetro com as do código de cores, por exemplo, nota-se que quanto menor a resistência do resistor mais as medidas de ambos aproximam-se, porém quando a resistência se eleva as discrepâncias são tão grandes que saem até mesmo do intervalo previsto pelas incertezas. Por fim, constata-se que houve um aproveitamento dos conhecimentos adquiridos, tendo em vista que ao final da prática experimental foi possível montar circuitos e fazer diagramas autorais. 10 Referências COMPONENTES, A. PROTOBOARD O QUE É? 2022. Disponível em: <https:// www.ascomponentes.com.br/smartblog/8_protoboard.html>. Acesso em: 09 de outubro de 2022. MATTEDE, H. Multímetro! O que é? Para que serve? 2020. Disponível em: <https: //www.mundodaeletrica.com.br/multimetro-o-que-e-para-que-serve/>. Acesso em: 09 de outubro de 2022. NCB, I. Conheça a Matriz de Contatos de 170 Pontos (ART1875). 2019. Disponível em: <https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/ 16840-conheca-a-matriz-de-contatos-de-170-pontos-art1875.html>. Acesso em: 09 de outubro de 2022. PAKéQUIS. Código de cores de resistores. 2016. Disponível em: <https://www. pakequis.com.br/p/calculadora-de-codigo-de-cores-de.html>. Acesso em: 10 de outubro de 2022.
