Circuito em série

Currículos: KS3, GCSE (Resistance), cycle 4, Sek I, AP2, IB B.5

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Objetivo

Verificar que em um circuito em série a corrente é a mesma em todos os pontos e que as tensões nas partes e as resistências se somam.

A montagem

Uma fonte de 9 V, um amperímetro e resistores de 100 Ω, 220 Ω e 470 Ω ligados em série. Acima de cada resistor há um voltímetro próprio.

Procedimento

1. Anote as leituras do amperímetro e dos três voltímetros.
2. Some as tensões nos resistores e compare a soma com a tensão da fonte.
3. Para cada resistor, calcule a corrente \(I = U / R\) e compare-a com a leitura do amperímetro.
4. Calcule a resistência total \(R = (U_1 + U_2 + U_3) / I\) e compare-a com a soma \(R_1 + R_2 + R_3\).
5. Reduza a tensão da fonte para 4,5 V e repita.

Resultado esperado

A corrente é de cerca de 11,4 mA. As tensões são 1,14 V, 2,50 V e 5,35 V; somadas, dão cerca de 8,99 V — quase toda a tensão da fonte. \(U / R\) para os três resistores dá os mesmos 11,4 mA. A resistência total é 8,99 V / 11,4 mA ≈ 790 Ω — a soma 100 + 220 + 470 Ω. As tensões se dividem na proporção das resistências. Com 4,5 V as tensões e a corrente ficam pela metade, enquanto as razões entre elas e a resistência total continuam as mesmas.

Questões

1. Em qual resistor a tensão é maior, e por quê?
2. Qual é a resistência total de dois resistores de 100 Ω ligados em série?

Respostas

1. No resistor de 470 Ω, cerca de 5,35 V. A mesma corrente, de cerca de 11,4 mA, passa pelos três resistores, então, por \(U = I \cdot R\), a tensão é maior na maior resistência.
2. Em série as resistências se somam: \(R = R_1 + R_2\) = 100 + 100 = 200 Ω.