Iluminação de escada
Currículos: KS3, Sek I, cycle 4
Objetivo¶
Entender como funciona um circuito em que uma lâmpada pode ser acesa e apagada de dois lugares, como a luz de uma escada ou de um corredor comprido.
A montagem¶
Uma fonte de 4,5 V, duas chaves seletoras e uma lâmpada de 4,5 V / 1 W. O polo positivo da fonte vai ao terminal comum da primeira chave, e o terminal comum da segunda vai à lâmpada. Os terminais “1” e “2” das chaves são ligados em cruz por dois fios amarelos: o “1” da primeira ao “2” da segunda, o “2” da primeira ao “1” da segunda. A segunda chave está virada de cabeça para baixo. As duas lâminas estão na garra “1”, a lâmpada está apagada.
Procedimento¶
- Passe a lâmina da primeira chave para a outra garra: arraste a alavanca ou escolha a posição no cartão de parâmetros.
- Passe a lâmina da segunda chave.
- Passe de novo a lâmina da primeira e depois a da segunda. Depois de cada passo, anote se a lâmpada está acesa.
- Trace o caminho da corrente pelos fios para cada posição das lâminas.
Resultado esperado
A lâmpada fica acesa quando as lâminas estão em garras de números diferentes e apaga quando os números são iguais. Cada passagem de qualquer uma das lâminas muda o estado da lâmpada.
| Primeira | Segunda | Lâmpada |
|---|---|---|
| 1 | 1 | apagada |
| 2 | 1 | acesa |
| 2 | 2 | apagada |
| 1 | 2 | acesa |
Questões¶
- Por que interruptores comuns, de dois terminais, não servem para um circuito como esse?
- Por que a lâmpada apaga quando as duas lâminas estão em garras de mesmo número?
- O que acontece se os fios amarelos de uma das chaves forem trocados entre si?
Respostas
- Um interruptor comum só pode fechar ou interromper um fio. Dois deles em série acendem a lâmpada só quando os dois estão fechados, e dois em paralelo a acendem sempre que qualquer um deles está fechado, então em algumas posições um interruptor não consegue mudar o que o outro definiu. Uma chave seletora passa a corrente de um fio amarelo para o outro, e isso permite que cada chave tanto acenda quanto apague a lâmpada.
- Os fios amarelos se cruzam, então a garra “1” de uma chave está ligada à garra “2” da outra. Com as duas lâminas em “1”, a corrente vai da primeira lâmina por um fio amarelo até a garra “2” da segunda chave, onde não há lâmina, e o circuito fica aberto; com as duas lâminas em “2” acontece o mesmo pelo outro fio.
- Os fios passam então a ligar garras de mesmo número, “1” com “1” e “2” com “2”. A tabela se inverte: a lâmpada fica acesa quando os números são iguais e apagada quando são diferentes, e cada passagem de lâmina continua acendendo ou apagando a lâmpada.