1.3 Associações de recetores e de pilhas Associação de lâmpadas em série Num circuito com lâmpadas em série, cada uma é ligada a seguir à outra, existindo um só percurso para as cargas elétricas. Fig. 1 Circuito em série Fig. 2 Esquema do circuito 2 1
Associação de lâmpadas em série Num circuito com lâmpadas em série o interruptor comanda todas as lâmpadas, porque todas se encontram no mesmo percurso. quando uma das lâmpadas se funde, todas se apagam, porque o circuito fica aberto. Fig. 3 Circuito em série quando se associam mais lâmpadas, a sua luminosidade diminui, porque a mesma energia elétrica é dividida por mais recetores. 3 Associação de lâmpadas em paralelo Num circuito com uma associação de lâmpadas em paralelo, cada uma é instalada numa ramificação diferente, existindo, assim, mais do que um percurso para as cargas elétricas. Ramo principal Nó Ramificação Nó Ramificação Fig. 4 Circuito em paralelo Fig. 5 Esquema do circuito 4 2
Associação de lâmpadas em paralelo Nos circuitos com associações de lâmpadas em paralelo verifica-se que o interruptor instalado no ramo principal comanda todas as lâmpadas, mas instalado numa ramificação comanda apenas essa ramificação. quando uma das lâmpadas se funde, as outras permanecem acesas, porque só a ramificação dessa lâmpada fica aberta. quando se associam mais lâmpadas, a sua luminosidade mantém-se. Cada uma continua a receber a energia que recebia, pois está ligada diretamente ao gerador. Fig. 6 Circuito em paralelo 5 Circuitos com os dois tipos de associações de lâmpadas Série Paralelo Fig. 7 Circuito com lâmpadas em série e em paralelo 6 3
Circuitos com os dois tipos de associações de lâmpadas Neste circuito verifica-se que quando se retira a lâmpada L 1, instalada no circuito principal, todas se apagam; L 1 L 3 L 4 quando se retira a lâmpada L 2, que está sozinha numa ramificação, as outras permanecem acesas; L 2 Fig. 8 Circuito com lâmpadas em série e em paralelo quando se retira uma das lâmpadas, L 3 ou L 4, instaladas em série numa ramificação, a outra apaga-se. 7 Tensão em associações de lâmpadas em série L 1 L 2 L 1 L 2 U = 1,0 V L 1 U assoc. = 2,5 V Fig. 9 Voltímetros em associação de lâmpadas em série U = 1,5 V L 2 A tensão entre os terminais de uma associação de lâmpadas em série é igual à soma das tensões entre os terminais de cada uma das lâmpadas. U assoc = U + U L 1 L 2 U assoc = 1,0 + 1,5 U assoc = 2,5V 8 4
Corrente elétrica em associações de lâmpadas em série L 1 L 2 Fig. 9 Amperímetro em associações de lâmpadas em série Num circuito com uma associação de lâmpadas em série, a corrente elétrica tem o mesmo valor em qualquer lâmpada: I L1 = I L2 =... 9 Tensão em associações de lâmpadas em paralelo U L2 =2,2 V U L1 =2,2 V A tensão entre os terminais de uma associação de lâmpadas em paralelo e igual à tensão entre os terminais de qualquer uma das lâmpadas, sejam elas iguais ou diferentes. U associação em paralelo = U L1 = U L2 U Assoc =2,2 V Fig. 10 voltímetro em associações de lâmpadas em paralelo Todos os voltímetros indicam o mesmo valor, 2,2 V. 10 5
Corrente elétrica em associações de lâmpadas em paralelo I ramo principal I 1 I 2 Fig. 11 Amperímetro em associações de lâmpadas em paralelo Num circuito com uma associação de lâmpadas em paralelo, a corrente elétrica no ramo principal é igual à soma das correntes elétricas em todas as ramificações, pois os eletrões de condução dividem-se pelas várias ramificações. I ramo principal = I 1 + I 2 + 11 Associação de pilhas em série para adequar a tensão elétrica à que está escrita nos recetores, recorre-se ao uso de duas ou mais pilhas, ligando o polo negativo de uma pilha ao polo positivo da seguinte e assim sucessivamente. Fig. 12 Associação de pilhas em série 12 6
Associação de pilhas em série 2 Pilhas em série 3 Pilhas em série 4 Pilhas em série A tensão entre os terminais de uma associação de pilhas em série é igual à soma das tensões entre os terminais das várias pilhas: U associação de pilhas = U pilha 1 + U pilha 2 + Quanto maior é o número de pilhas associadas, maior é a tensão elétrica criada. Uma associação de pilhas em série fornece mais energia às cargas elétricas do circuito do que uma só pilha. 13 Síntese Percursos para a corrente elétrica O que o interruptor comanda O que acontece quando uma lâmpada avaria Luminosidade Associação de lâmpadas em serie Um só percurso para as cargas elétricas. Um interruptor comanda sempre todas as lâmpadas. A avaria de uma lâmpada desliga todas as outras: todas se apagam. A luminosidade de cada lâmpada diminui à medida que o número de lâmpadas aumenta. Associação de lâmpadas em paralelo Dois ou mais percursos para as cargas elétricas. Um interruptor instalado: -no ramo principal comanda todas as lâmpadas; -numa ramificação comanda apenas a lâmpada da ramificação. Quando uma lâmpada avaria: -se é do ramo principal, todas se apagam; -se é de uma ramificação, as restantes permanecem acesas. A luminosidade de cada lâmpada não se altera quando o número de lâmpadas aumenta. Tensão U U associação = U L1 + U L2 + U associação = U L1 = U L2 = Corrente elétrica I I L1 = I L2 = I ramo principal = I L1 + I L2 + I L1 pode ser igual ou diferente de I L2 7
Síntese Muitos circuitos elétricos têm como fonte de energia associações de pilhas em série, nas quais: o polo positivo de uma pilha está ligado ao polo negativo da seguinte e assim sucessivamente; a tensão é igual à soma das tensões entre os terminais das várias pilhas. U associação de pilhas = U pilha 1 + U pilha 2 + A finalidade de uma associação de pilhas em série é aumentar a tensão elétrica no circuito e, consequentemente, aumentar a energia fornecida às cargas elétricas. 15 TPC 1. Verifica se sabes, página 156 e seguintes. Exercícios que ficarem por fazer. 8