Circuitos elétricos básicos
Para acender uma lâmpada você precisa de uma pilha, de fios e de um caminho fechado. Se faltar uma dessas peças, a lâmpada não acende. Em um pisca-pisca de Natal, basta uma lâmpada queimar para apagar o fio todo; já na sua casa, se queimar a lâmpada da sala, a da cozinha continua acesa. Vamos montar circuitos, passo a passo, para entender por quê.
Elementos de um circuito
Nos esquemas, cada elemento é desenhado com um símbolo padronizado, igual em todo o mundo.
Na pilha, o traço longo e fino é o polo positivo e o traço curto e grosso é o polo negativo.
Os receptores transformam a energia elétrica em outras formas de energia: a lâmpada em luz (e um pouco de calor), o motor do ventilador em movimento, a campainha em som.
Associe cada elemento de um circuito à sua função. Elementos: gerador, fio condutor, receptor e interruptor. Funções: impulsiona as cargas, conduz a corrente de um ponto…
Associe cada elemento de um circuito à sua função. Elementos: gerador, fio condutor, receptor e interruptor. Funções: impulsiona as cargas, conduz a corrente de um ponto para outro, aproveita a energia elétrica e abre ou fecha o caminho da corrente.
O que é um receptor elétrico? Dê três exemplos de receptores que existam na sua casa e indique em que se transforma a energia elétrica em cada um (por exemplo, a lâmpada…
O que é um receptor elétrico? Dê três exemplos de receptores que existam na sua casa e indique em que se transforma a energia elétrica em cada um (por exemplo, a lâmpada a transforma em luz).
Indique se cada elemento desta lista é um gerador ou um receptor: a pilha de um controle remoto, o motor de um ventilador, a bateria de um patinete, a campainha de uma…
Indique se cada elemento desta lista é um gerador ou um receptor: a pilha de um controle remoto, o motor de um ventilador, a bateria de um patinete, a campainha de uma porta e uma lâmpada.
Esquemas de circuitos
Para montar um circuito, planeja-se primeiro no papel. Um esquema usa os símbolos padronizados e linhas retas para os fios.
Para medir, usam-se o amperímetro (ligado em série) e o voltímetro (ligado em paralelo), que também têm símbolo próprio. Você verá isso mais adiante.
Nos esquemas, os elementos do circuito são desenhados com símbolos padronizados, iguais em todo o mundo: a pilha são dois traços paralelos, um longo e fino e outro curto…
Nos esquemas, os elementos do circuito são desenhados com símbolos padronizados, iguais em todo o mundo: a pilha são dois traços paralelos, um longo e fino e outro curto e grosso; a lâmpada, um círculo com uma cruz no interior; o interruptor, um traço levantado. Estes são os três símbolos:
Desenhe no seu caderno o esquema de um circuito com uma pilha, um interruptor e uma lâmpada.
Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.
Você quer montar um circuito para acender uma lâmpada com uma pilha. Faça a lista de todos os materiais de que você precisa e explique para que serve cada um.
Você quer montar um circuito para acender uma lâmpada com uma pilha. Faça a lista de todos os materiais de que você precisa e explique para que serve cada um.
Dentro de uma lanterna há uma pilha, uma lâmpada, um interruptor e uma mola metálica que liga tudo, como no esquema da figura. a) Que elemento impulsiona as cargas? b)…
Dentro de uma lanterna há uma pilha, uma lâmpada, um interruptor e uma mola metálica que liga tudo, como no esquema da figura.
- a) Que elemento impulsiona as cargas?
- b) Que elemento aproveita a energia?
- c) O que faz o interruptor ao ligar a lanterna?
Circuito aberto e circuito fechado
Há também o interruptor de botão (pulsador), como o da campainha de casa. Ele só fecha o circuito enquanto você o mantém pressionado: ao pressionar, os contatos se tocam e a corrente passa, e a campainha toca; ao soltar, uma mola separa os contatos, o circuito abre e a campainha para. O botão e a campainha ficam no mesmo caminho, ou seja, em série.
Há também o interruptor de botão (pulsador), como o da campainha de casa. Ele só fecha o circuito enquanto você o mantém pressionado: ao pressionar, os contatos se tocam e a corrente passa, e a campainha toca; ao soltar, uma mola separa os contatos, o circuito abre e a campainha para. O botão e a campainha ficam no mesmo caminho, ou seja, em série.
Há também o interruptor de botão (pulsador), como o da campainha de casa. Ele só fecha o circuito enquanto você o mantém pressionado: ao pressionar, os contatos se tocam e a corrente passa, e a campainha toca; ao soltar, uma mola separa os contatos, o circuito abre e a campainha para. O botão e a campainha ficam no mesmo caminho, ou seja, em série.
Há também o interruptor de botão (pulsador), como o da campainha de casa. Ele só fecha o circuito enquanto você o mantém pressionado: ao pressionar, os contatos se tocam e a corrente passa, e a campainha toca; ao soltar, uma mola separa os contatos, o circuito abre e a campainha para. O botão e a campainha ficam no mesmo caminho, ou seja, em série.
Em um circuito com um único caminho, a ordem dos elementos não importa: pilha, interruptor e lâmpada formam sempre a mesma volta fechada, e a corrente é a mesma em todos os pontos.
Explique com suas palavras a diferença entre um circuito aberto e um circuito fechado. Observe as duas montagens da figura: Em qual das duas a lâmpada acende? Por quê?
Explique com suas palavras a diferença entre um circuito aberto e um circuito fechado. Observe as duas montagens da figura:
Em qual das duas a lâmpada acende? Por quê?
Qual é a função de um interruptor em um circuito? Relacione-a com os circuitos aberto e fechado: em que estado fica o circuito em cada posição do interruptor?
Qual é a função de um interruptor em um circuito? Relacione-a com os circuitos aberto e fechado: em que estado fica o circuito em cada posição do interruptor?
Num circuito com um único caminho há uma pilha, um interruptor e uma lâmpada. Se trocarmos a ordem e colocarmos primeiro a lâmpada e depois o interruptor, continuará…
Num circuito com um único caminho há uma pilha, um interruptor e uma lâmpada. Se trocarmos a ordem e colocarmos primeiro a lâmpada e depois o interruptor, continuará funcionando da mesma forma? Explique por que a ordem dos elementos não importa quando há um único caminho.
Circuitos em série
Experimente mudar o número de lâmpadas e a tensão da pilha.
Quando você junta mais lâmpadas em série, a corrente tem mais dificuldade para passar: cada lâmpada oferece oposição ao seu movimento. Por isso o brilho de cada lâmpada diminui. Por outro lado, juntar pilhas em série soma as tensões: duas pilhas de $1{,}5\ \text{V}$ colocadas uma após a outra fornecem $3\ \text{V}$ e a lâmpada brilha mais.
Em um circuito em série com um interruptor e várias lâmpadas, o interruptor pode estar em qualquer ponto do caminho: ele apaga tudo.
Duas lâmpadas estão ligadas uma após a outra, em série, à mesma pilha, como na figura. a) Se uma das lâmpadas queimar, o que acontece com a outra? b) Explique pensando…
Duas lâmpadas estão ligadas uma após a outra, em série, à mesma pilha, como na figura.
- a) Se uma das lâmpadas queimar, o que acontece com a outra?
- b) Explique pensando no caminho que a corrente percorre.
Com uma pilha de $1,5\ \text{V}$, a lâmpada da montagem brilha pouco. A figura mostra a montagem com duas pilhas colocadas uma após a outra: a) Que tensão fornecerão…
Com uma pilha de $1,5\ \text{V}$, a lâmpada da montagem brilha pouco. A figura mostra a montagem com duas pilhas colocadas uma após a outra:
- a) Que tensão fornecerão duas pilhas de $1,5\ \text{V}$ colocadas uma após a outra?
- b) O que acontecerá com o brilho da lâmpada ao passar para as duas pilhas?
Um corredor tem duas lâmpadas ligadas em série. Onde se deve colocar o interruptor para apagar as duas ao mesmo tempo: junto à primeira, junto à segunda ou a posição no…
Um corredor tem duas lâmpadas ligadas em série. Onde se deve colocar o interruptor para apagar as duas ao mesmo tempo: junto à primeira, junto à segunda ou a posição no circuito é indiferente? Justifique a sua resposta.
Um pisca-pisca de luzes de Natal tem vinte lâmpadas ligadas em série. a) Por que todas se apagam quando uma única queima? b) Como deveriam estar ligadas para que isso…
Um pisca-pisca de luzes de Natal tem vinte lâmpadas ligadas em série.
- a) Por que todas se apagam quando uma única queima?
- b) Como deveriam estar ligadas para que isso não acontecesse?
- c) Proponha um método prático para localizar a lâmpada queimada entre as vinte.
Circuitos em paralelo
Na sua casa você pode ligar o micro-ondas e apagar a luz da cozinha sem que um aparelho interfira no outro. Como os fios estão ligados para que cada receptor funcione por si?
Em paralelo, cada lâmpada fica ligada diretamente à pilha e brilha como se estivesse sozinha. Juntar mais lâmpadas em paralelo não diminui o brilho de cada uma (mas a pilha fornece mais corrente no total e se gasta mais depressa).
Agora as duas lâmpadas estão ligadas em paralelo: cada uma tem o seu próprio caminho para a corrente a partir da pilha, como na figura. a) Se uma queimar, a outra…
Agora as duas lâmpadas estão ligadas em paralelo: cada uma tem o seu próprio caminho para a corrente a partir da pilha, como na figura.
- a) Se uma queimar, a outra continua brilhando?
- b) Como você acha que estão ligadas as lâmpadas da sua casa, em série ou em paralelo? Justifique a resposta.
Desenhe no seu caderno, com símbolos normalizados, um circuito com uma pilha, um interruptor, uma lâmpada e uma campainha, todos no mesmo caminho. Se o interruptor for…
Desenhe no seu caderno, com símbolos normalizados, um circuito com uma pilha, um interruptor, uma lâmpada e uma campainha, todos no mesmo caminho. Se o interruptor for deixado aberto, quais elementos funcionam? Explique.
Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.
Duas lâmpadas estão ligadas em paralelo e queremos apagá-las ao mesmo tempo com um único interruptor. Onde você o colocaria: em um dos ramos ou no ramo principal, antes…
Duas lâmpadas estão ligadas em paralelo e queremos apagá-las ao mesmo tempo com um único interruptor. Onde você o colocaria: em um dos ramos ou no ramo principal, antes de o circuito se dividir? Desenhe o esquema no seu caderno e justifique a resposta.
Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.
Com a mesma pilha montamos dois circuitos: um com duas lâmpadas em série e outro com duas lâmpadas em paralelo. a) Em qual dos dois as lâmpadas brilham mais? Justifique…
Com a mesma pilha montamos dois circuitos: um com duas lâmpadas em série e outro com duas lâmpadas em paralelo.
- a) Em qual dos dois as lâmpadas brilham mais? Justifique a resposta pensando na oposição que o caminho oferece à corrente.
- b) O que acontece em cada circuito se uma lâmpada queimar?
- c) Qual das duas montagens você escolheria para a iluminação de uma casa? Por quê?
Você quer montar no seu quarto duas lâmpadas que acendam e apaguem separadamente usando uma única pilha. a) Como você as ligaria, em série ou em paralelo? Por quê? b) De…
Você quer montar no seu quarto duas lâmpadas que acendam e apaguem separadamente usando uma única pilha.
- a) Como você as ligaria, em série ou em paralelo? Por quê?
- b) De quantos interruptores você precisa e em que ponto do circuito?
- c) Desenhe o esquema no seu caderno.
Você pode fazer isso em papel e enviar uma foto com a sua resposta.
Adicionamos lâmpadas em série à mesma pilha: primeiro uma, depois duas e depois três. a) O que acontece com o brilho de cada lâmpada ao adicionar mais? b) Explique a…
Adicionamos lâmpadas em série à mesma pilha: primeiro uma, depois duas e depois três.
- a) O que acontece com o brilho de cada lâmpada ao adicionar mais?
- b) Explique a causa pensando na dificuldade que a corrente encontra para passar.
- c) Preveja o que aconteceria com o brilho se as adicionássemos em paralelo em vez de em série.
Curto-circuito e avarias
Se você unir, por descuido, os dois polos de uma pilha pequena com uma tira de papel alumínio, sentirá o metal esquentar nos dedos. Por que um circuito esquenta tanto quando substituímos a lâmpada ou o motor por um fio?
Sem receptor, nada «aproveita» a energia que a pilha fornece às cargas: a corrente dispara e a energia se transforma em calor no fio e na pilha.
Outro erro comum é ligar a lâmpada com os dois fios ao mesmo polo da pilha: o caminho nunca chega ao outro polo, por isso a corrente não dá a volta completa e a lâmpada não acende. O circuito tem de ir de um polo ao outro, passando pelo receptor.
Efeitos da corrente elétrica
Quando passa corrente em um circuito, percebem-se efeitos. Os três principais são:
| Efeito | O que acontece | Aplicações |
|---|---|---|
| Térmico | O fio esquenta | chuveiro elétrico, torradeira, fusível |
| Magnético | Cria-se um campo magnético em volta do fio | eletroímã, campainha, motor |
| Químico | Provoca reações químicas em uma solução | galvanoplastia, eletrólise da água |
O efeito térmico explica o aquecimento no curto-circuito, e o fusível o aproveita: um fio fino derrete e abre o circuito quando a corrente é excessiva.
A Ana monta o seu circuito com uma pilha, fios e uma lâmpada, mas esta não acende. Indique três causas possíveis para o defeito e explique como você verificaria cada uma…
A Ana monta o seu circuito com uma pilha, fios e uma lâmpada, mas esta não acende. Indique três causas possíveis para o defeito e explique como você verificaria cada uma para encontrar o problema.
Se unirmos os dois polos de uma pilha diretamente com um fio, sem nenhum receptor, como se mostra na figura, produz-se um curto-circuito: a pilha e o fio aquecem muito e…
Se unirmos os dois polos de uma pilha diretamente com um fio, sem nenhum receptor, como se mostra na figura, produz-se um curto-circuito: a pilha e o fio aquecem muito e a pilha estraga.
- a) Explique o que acontece com a corrente quando ela não encontra nada que aproveite a energia.
- b) Por que um curto-circuito pode ser perigoso na instalação elétrica de uma casa?
A campainha de casa só toca enquanto o botão da entrada é mantido pressionado. a) Que tipo de elemento de controle é esse botão e o que ele faz com o circuito ao ser…
A campainha de casa só toca enquanto o botão da entrada é mantido pressionado.
- a) Que tipo de elemento de controle é esse botão e o que ele faz com o circuito ao ser pressionado e ao ser solto?
- b) Descreva o circuito completo da campainha quando um visitante pressiona e quando solta o botão.
- c) O botão e a campainha estão em série ou em paralelo? Justifique a resposta.
O Hugo monta o seu circuito assim: sai um fio de um polo da pilha até a lâmpada, e da lâmpada sai outro fio que volta ao mesmo polo da pilha, como na figura. a) A…
O Hugo monta o seu circuito assim: sai um fio de um polo da pilha até a lâmpada, e da lâmpada sai outro fio que volta ao mesmo polo da pilha, como na figura.
- a) A lâmpada vai acender?
- b) Que erro ele cometeu?
- c) Explique como deve ficar o circuito para que a corrente dê a volta completa.
A luz do interior da geladeira acende ao abrir a porta e apaga ao fechá-la. a) Que elemento do circuito é acionado pela porta sem que percebamos? b) Explique o que…
A luz do interior da geladeira acende ao abrir a porta e apaga ao fechá-la.
- a) Que elemento do circuito é acionado pela porta sem que percebamos?
- b) Explique o que acontece com os circuitos da luz ao abrir e ao fechar a porta.
- c) Por que é importante, pensando no consumo da casa, que a luz se apague sozinha?
Voltando ao início: em um circuito em série, as lâmpadas apagam todas ao mesmo tempo porque compartilham um único caminho, que é cortado se um elemento falhar; em paralelo, cada receptor tem o seu ramo e os outros continuam funcionando.