1 Painel para análise de circuitos resistivos CC (Revisão 00)
2 Objetivo O painel para análise de circuitos resistivos CC tem por objetivo auxiliar os estudantes do Ensino Médio e do Ensino Superior que poderão efetuar práticas relacionadas à associação de resistores (série, paralela e mista), bem como, a análise de circuitos eletrônicos em corrente contínua usando as leis básicas de análise de circuitos: Lei de Ohm, Lei de Kirchhoff das Tensões ou Malhas e a Lei de Kirchhoff das Correntes ou Nós, a partir do uso de um enfoque prático da aplicação destas leis. Descrição do Painel para análise de circuitos resistivos CC O Painel para análise de circuitos resistivos CC consiste de um painel composto por resistores, chaves, LEDs e duas fontes de alimentação. A partir das diversas combinações possíveis para acionamento das chaves inseridas no circuito elétrico é possível obter leituras de tensão e corrente em diversos pontos do circuito de acordo com as associações de resistores obtidas a partir destas. Este ambiente de experimentação contempla três instâncias onde cada um dos painéis dispõe de valores resistivos e combinações diferentes entre eles. A estrutura básica do painel é apresentada na imagem a seguir. Figura 01: Estrutura básica Painel para análise de circuitos resistivos CC
3 Figura 02: Parte traseira do painel CC Componentes de construção do painel Uma vez que, se trata de um experimento remoto, todos os componentes são reais, ou seja, são componentes comerciais e estão instalados fisicamente no painel. Em termos de componentes o painel é implementado a partir de: 02 fontes de alimentação; 07 resistores; 07 chaves para controle e configuração dos circuitos desejados; 07 amperímetros digitais; 02 voltímetros digitais; 07 painéis de com 6 leds cada; 01 barra de leds de 10 segmentos. Fontes de alimentação São utilizadas duas fontes de alimentação de corrente contínua: uma de 12V e outra de 5V. A figura 03 apresenta o esquema de conexão das fontes de alimentação ao painel de análise CC. O objetivo do uso de duas fontes é o de dar mais versatilidade do experimento remoto.
4 Figura 03: Diagrama de conexão das fontes de alimentação Resistores No painel estão implementados sete resistores, são eles: R1 e R6 = 330Ω, R2 220Ω, R3 e R7 560Ω, R4 e R5 120Ω. Optou-se por resistores com potência de 3W, pois, estes apresentam uma dimensão maior e são mais visíveis mediante o uso da câmera de visualização do painel. Também porque se pretende apresentar aos estudantes o código de cores e estimular a interpretação do mesmo. A opção foi por resistores com tolerância de 5%, porém, estes poderão ser alterados para outros valores, ou com valores de tolerância diferentes. Figura 04: Diagrama de conexão das fontes de alimentação Chaves com barras de leds O circuito conta com sete chaves para ajustar as configurações desejadas no painel. A fim de, facilitar a visualização em cada chave está instada um barra com seis leds que sinalizarão se a chave estará acionada ou não naquele ponto do circuito. Para manter o efeito da intensidade da corrente existe um controle de corrente nos leds.
5 Assim, de acordo com a intensidade da corrente os leds brilham mais ou menos, entretanto, o primeiro led sempre ficará com intensidade máxima para indicar a chave acionada e principalmente para ter uma referência de iluminação dos leds adjacentes. As figuras 05 e 06 representam as situações de chave acionada ou não. Figura 05: Diagrama de conexão das fontes de alimentação Os leds ligados sinalizam chaves ligadas fechando o circuito: Figura 06: Diagrama de conexão das fontes de alimentação Amperímetros e voltímetros O painel contempla sete amperímetros e dois voltímetros digitais em algumas secções do circuito, a fim de, facilitar a visualização das medições dos valores de tensão e corrente no circuito. As grandezas obtidas a partir da leitura através destes dispositivos serão coletadas e fornecidas para os usuários, na forma de feedback. Figura 07: Diagrama de conexão das fontes de alimentação Barra com dez leds O painel também contempla uma barra com dez leds, a fim de, incrementar o efeito visual e realçar as variações de tensão do circuito. Funciona semelhante aos VU de leds dos aparelhos de sons.
6 Figura 08: Diagrama de conexão das fontes de alimentação Diagrama elétrico resistivos CC. A figura 09 apresenta o diagrama elétrico do Painel para análise de circuitos Figura 09: Diagrama elétrico do experimento quadro elétrico incluindo medidores Referências: