Lição do Teach
Três luzes, ramos independentes
Teste o que acontece em um ramo com LED quando outros ramos compartilham sua alimentação.
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Objetivos de aprendizagem
Comparar a corrente do ramo verde com um, dois e três ramos em paralelo.
Explicar a independência dos ramos e distinguir corrente de ramo de corrente total.
Visualização da atividade do estudante
Conteúdo da atividade
Apenas visualização. Em uma sessão de aula, os estudantes podem preencher respostas e entregar o trabalho ao professor.
Uma luz a mais tira algo das outras?
5 min
Imagine acrescentar outra luz indicadora a um painel de controle. A corrente na primeira vai diminuir porque agora precisa «dividir»? O Hive permite comparar um LED verde sozinho, verde com vermelho e as três cores juntas. Cada ramo tem seu próprio resistor de 1 kΩ; todos os ramos ligam a mesma alimentação ao terra.
Com 5 V fixos, preveja o efeito de adicionar os ramos vermelho e amarelo sobre a corrente no ramo verde. Explique seu raciocínio.
Adicione ramos, mantenha a mesma medição
22 min
Entenda o circuito
O botão do laboratório abre um circuito já montado em equipamentos reais. Um ramo é um caminho que contém um resistor e um LED. O LED tem um anodo (A) e um catodo (K); sua orientação já está definida. Selecione a aba Fonte CC para ler ou alterar a tensão positiva de alimentação e Multímetro para ler a tensão medida. Clique em Realizar Medição após cada alteração e espere a atualização do resultado e das fotos do equipamento. Mudar uma configuração, por si só, não produz um novo resultado. Para ajustar a tensão pelo teclado, coloque o foco no controle giratório: Esquerda/Direita muda o passo; Cima/Baixo muda o valor. Confira a tensão exibida antes de medir.
O multímetro lê a tensão nos terminais do resistor, chamada $V_R$. Registre VDC em volts; divida por 1 000 uma leitura em mV. Por exemplo, 240 mV = 0,240 V. Se o visor mostrar uV (microvolts, µV), divida por 1 000 000: 300 uV = 0,000300 V. Para um resistor de 1 kΩ, $I\,\text{(mA)}=V_R\,\text{(V)}$. Assim, você calcula a corrente a partir da tensão medida e da resistência indicada.
Use as fotos da câmera para observar as luzes reais. O Brilho estimado do desenho ilustra o último resultado e não é uma medição de luz; desative-o ao comparar as imagens da câmera. Se um reflexo impedir a identificação da luz, registre Não está claro, em vez de concluir que ela está apagada. O equipamento também tem luzes de estado. Se o LED do circuito não estiver claro, mantenha o mesmo circuito e a mesma tensão e clique novamente em Realizar Medição. Espere o resultado e as fotos serem atualizados e observe o LED outra vez. Nas respostas escritas, anote brevemente a primeira leitura, a leitura repetida e qualquer mudança na visibilidade; use o resultado da repetição na tabela. Se ainda não for possível distinguir o LED, escolha Não está claro. Não tire conclusões a partir de outra luz nem continue repetindo até obter a resposta esperada.
Leia o nome do equipamento mostrado abaixo de cada resultado: medições sucessivas podem usar Hives físicos diferentes. Pequenas diferenças podem, portanto, refletir componentes diferentes. Um resultado identificado como registro anterior não é uma nova medição independente.
Mantenha o circuito protegido
Mantenha os fios e resistores da montagem original. Use apenas a alimentação positiva de 0–5 V, entre 1 e 5 V nesta atividade. Não conecte um LED diretamente à alimentação. Não altere as outras fontes nem o gerador de funções. O multímetro já está conectado nos terminais de um resistor: mantenha-o no modo tensão contínua, nunca nos modos corrente ou resistência.
Leia a tensão no resistor para calcular a corrente nesse ramo. A e K identificam os terminais do LED.
Siga um ramo completo da alimentação ao terra. O voltímetro está ligado apenas ao resistor do ramo verde.
Troque de circuito
Ao terminar um circuito, saia da sessão do Hive e volte a esta atividade antes de abrir o próximo botão de laboratório. Cada botão carrega seu próprio circuito; não reutilize o anterior nem altere os fios do multímetro.
Só verde
Só verde
Confirme 5 V e mantenha o multímetro nos terminais do resistor de 1 kΩ do ramo verde. Meça, preencha a linha Só verde e saia do Hive.
Disponível em uma sessão de aula
Verde + vermelho
Verde + vermelho
Confirme 5 V e mantenha o multímetro nos terminais do resistor de 1 kΩ do ramo verde. Meça, preencha a linha Verde + vermelho e saia do Hive.
Disponível em uma sessão de aula
Verde + vermelho + amarelo
Verde + vermelho + amarelo
Confirme 5 V e mantenha o multímetro nos terminais do resistor de 1 kΩ do ramo verde. Meça, preencha a linha Verde + vermelho + amarelo e saia do Hive.
Disponível em uma sessão de aula
Repita só verde
Repita só verde
Abra este último circuito em 5 V, meça novamente no resistor do ramo verde e preencha Só verde, repetição. Confira o nome do equipamento: pode ser outro Hive físico.
Disponível em uma sessão de aula
Resultados
Use quatro linhas, sempre em 5 V. O multímetro mede apenas no resistor do ramo verde em cada circuito. Insira V_R em V e I_green em mA (mesmo valor numérico com 1 kΩ). Observe o LED verde, não o brilho total do equipamento. Use o último botão de repetição para a última linha e deixe as linhas adicionais em branco.
| Circuito | Tensão no resistor do ramo verde V | Corrente do ramo verde mA | LED verde na câmera |
|---|---|---|---|
Separe corrente de ramo e corrente total
13 min
Subtraia a primeira corrente com apenas o LED verde da corrente do ramo verde no circuito de três cores. Informe a diferença com sinal em mA e mostre os dois valores utilizados.
Adicionar ramos mudou bastante a corrente do ramo verde? Use as três configurações e a repetição para explicar o que suas evidências sustentam.
Responda por escrito sem alterar o circuito: essa leitura do multímetro fornece a corrente total entregue aos três ramos? Explique qual corrente ela permite obter e que medições adicionais seriam necessárias para encontrar o total.
O que você verificaria antes de atribuir a um ramo extra uma pequena diferença entre medições?
Entregar
Após todas as medições, saia do Hive e volte aqui. Marque a prática de laboratório como concluída, confira todas as linhas e respostas obrigatórias e entregue a atividade.
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